La espectroscopia de RM mapea el metabolismo de la glucosa cerebral sin necesidad de radiación – Physics World

El mapeo de la captación de glucosa en el cerebro y el cuerpo brinda a los médicos información sobre la disfunción metabólica observada en afecciones como el cáncer, la diabetes y la enfermedad de Alzheimer. Este mapeo se realiza tradicionalmente mediante la administración de sustancias radiactivas que actúan como análogos de la glucosa y se pueden visualizar en imágenes médicas.

Los científicos saben, por ejemplo, que las células tumorales engullen más glucosa que las células normales. Los médicos aprovechan esto usando ¹⁸Imágenes F-FDG-PET para diagnosticar y localizar tumores y evaluar tratamientos. Sin embargo, esta técnica de imagen no puede evaluar los metabolitos posteriores que pueden ser importantes para el diagnóstico y la evaluación del tratamiento, y también requiere inyectar al paciente un compuesto radiactivo.

Otra técnica, la espectroscopia de resonancia magnética (MRS) con carbono-13, puede cuantificar los metabolitos aguas abajo pero no puede localizarlos con precisión. Mientras tanto, la emergente técnica de hiperpolarización ¹³Las imágenes de C-MRS no brindan información sobre algunos metabolitos posteriores, incluidos el glutamato y la glutamina. Hiperpolarizado ¹³Las imágenes de C-MRS también requieren inyecciones y utilizan hardware especializado que puede no estar disponible en entornos clínicos.

Los investigadores de la Universidad médica de viena ahora han desarrollado un nuevo enfoque para mapear el metabolismo de la glucosa. La técnica no se basa en radiación o inyecciones, sino que utiliza imágenes de resonancia magnética (IRM) clínicamente disponibles y la ingestión oral de una solución de glucosa.

²H-MRS

En el estudio de validación inicial de los investigadores, que aparece en Radiología Investigativa, se tomaron imágenes de los participantes con resonancia magnética de 3 T después de ayunar durante la noche y nuevamente después de ingerir una solución de glucosa marcada con deuterio (el deuterio, un isótopo estable de hidrógeno, no es radiactivo). El ²El escaneo H-MRS incluyó una secuencia de decaimiento de inducción libre sin eco en 3D, y la supresión de agua se realizó utilizando un esquema de supresión de agua convencional. Después de la exploración MRS, se realizó una exploración de lectura de eco de gradiente rápida preparada con magnetización ponderada en T3 1D. Se utilizó un canal de software interno para procesar los datos.

La ²El enfoque de imágenes H-MRS permitió a los investigadores cuantificar la utilización de glucosa oxidativa y anaeróbica y evaluar la síntesis de neurotransmisores. Sin embargo, solo pudieron medir una cantidad limitada de compuestos deuterados y se necesitaba hardware especializado para realizar la imagen. Así que realizaron un estudio de seguimiento, ahora publicado en Naturaleza Ingeniería Biomédica – para ver si el protón MRS (¹H-MRS) a 7 T proporcionaría mayor sensibilidad, especificidad química y resolución espaciotemporal que ²Imágenes H-MRS.

¹H-MRS

Los estudios en animales han demostrado que las células cerebrales absorben fácilmente la glucosa marcada con deuterio, y los deuterones se incorporan a los metabolitos de glucosa corriente abajo. Dado que los deuterones sustituyen a los protones en la molécula, no contribuyen al espectro de protones, por lo que un aumento de los metabolitos marcados con deuterio se refleja en una disminución de las señales de los metabolitos en ¹H-SRA.

En ¹H-MRS, cinco participantes (cuatro hombres y una mujer) recibieron la solución de glucosa marcada con deuterio y se midieron sus niveles de glucosa en sangre varias veces durante 90 min. Los investigadores cuantificaron el glutamato, la glutamina, el ácido γ-aminobutírico y la glucosa deuterada en posiciones moleculares específicas. También mapearon metabolitos deuterados y no deuterados. Señalan que la técnica de imagen no requiere hardware especializado para trabajar con sistemas clínicamente disponibles.

El hidrógeno pesado sigue el metabolismo de la glucosa in vivo

Fabian Niess, investigador asociado involucrado con el Naturaleza Ingeniería Biomédica estudio y autor principal del Radiología Investigativa estudio, explica en un comunicado de prensa que el Radiología Investigativa El estudio fue "un paso importante" para demostrar que el enfoque funcionó en sistemas de campo inferior "porque los sistemas de RM de 3 T están muy extendidos en aplicaciones clínicas".

Los investigadores concluyen que ¹Las imágenes H-MRS pueden facilitar los estudios del metabolismo de la glucosa y están realizando investigaciones adicionales para verificar su enfoque y los resultados preliminares.

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• Fuente: https://physicsworld.com/a/mr-spectroscopy-maps-brain-glucose-metabolism-without-requiring-radiation/