MR-spektroskoopia kaardistab aju glükoosi metabolismi ilma kiirgust nõudmata – Physics World

Glükoosi omastamise kaardistamine ajus ja kehas annab arstidele teavet selliste seisundite nagu vähk, diabeet ja Alzheimeri tõve korral täheldatud metaboolse düsfunktsiooni kohta. See kaardistamine toimub traditsiooniliselt radioaktiivsete ainete manustamisega, mis toimivad glükoosi analoogidena ja mida saab visualiseerida meditsiinilistel piltidel.

Teadlased teavad näiteks, et kasvajarakud neelavad glükoosi rohkem kui tavalised rakud. Arstid kasutavad seda ära kasutades ¹⁸F-FDG-PET-kujutis kasvajate diagnoosimiseks ja lokaliseerimiseks ning ravi hindamiseks. See pildistamistehnika ei saa aga hinnata allavoolu metaboliite, mis võivad olla olulised diagnoosimiseks ja ravi hindamiseks – ning see nõuab ka patsiendile radioaktiivse ühendi süstimist.

Teine meetod, magnetresonantsspektroskoopia (MRS) süsinik-13-ga, võib kvantifitseerida allavoolu metaboliite, kuid ei suuda neid täpselt lokaliseerida. Vahepeal arenev tehnika hüperpolariseeritud ¹³C-MRS-pildistamine ei anna teavet mõnede allavoolu metaboliitide, sealhulgas glutamaadi ja glutamiini kohta. Hüperpolariseeritud ¹³C-MRS-pildistamine nõuab ka süstimist ja kasutab spetsiaalset riistvara, mis ei pruugi kliinilistes tingimustes saadaval olla.

Teadlased Viini meditsiiniülikool on nüüdseks välja töötanud uue lähenemisviisi glükoosi metabolismi kaardistamiseks. See meetod ei tugine kiirgusele ega süstidele, vaid selle asemel kasutatakse kliiniliselt saadavat magnetresonantstomograafiat (MRI) ja glükoosilahuse suukaudset allaneelamist.

²H-MRS

Teadlaste esialgses valideerimisuuringus, mis ilmub aastal Uuritav radioloogia, pildistati osalejaid 3 T MRI-ga pärast üleöö paastumist ja uuesti pärast deuteeriumiga märgistatud glükoosilahuse allaneelamist (deuteerium, stabiilne vesiniku isotoop, ei ole radioaktiivne). The ²H-MRS-skaneerimine hõlmas 3D-kajavaba induktsiooni lagunemise järjestust ja vee summutamine viidi läbi tavapärase vee summutamise skeemi abil. Pärast MRS-skaneerimist viidi läbi 3D T1-kaalutud magnetiseerimisega ettevalmistatud kiire gradiendi kaja näidu skaneerimine. Andmete töötlemiseks kasutati ettevõttesisest tarkvarakonveierit.

. ²H-MRS-i pildistamise lähenemisviis võimaldas teadlastel kvantifitseerida oksüdatiivse ja anaeroobse glükoosi kasutamist ning hinnata neurotransmitterite sünteesi. Kuid nad suutsid mõõta vaid piiratud arvu deutereeritud ühendeid ja pildistamiseks oli vaja spetsiaalset riistvara. Nii viisid nad läbi järeluuringu – nüüd avaldati aastal Looduse biomeditsiinitehnika – et näha, kas prootoni MRS (¹H-MRS) 7 T juures annaks suurema tundlikkuse, keemilise spetsiifilisuse ja ruumilise eraldusvõime kui ²H-MRS pildistamine.

¹H-MRS

Loomkatsed on näidanud, et ajurakud omastavad kergesti deuteeriumiga märgistatud glükoosi ja deuteroonid liidetakse allavoolu glükoosi metaboliitidega. Kuna deuteronid asendavad molekulis prootoneid, ei osale nad prootonite spektris, seega peegeldub deuteeriumiga märgistatud metaboliitide arvu suurenemine metaboliitide signaalide vähenemises ¹H-MRS.

aasta ¹H-MRS uuringus said viis osalejat (neli meest ja üks naine) deuteeriumiga märgistatud glükoosilahust ja nende vere glükoosisisaldust mõõdeti mitu korda 90 minuti jooksul. Teadlased kvantifitseerisid glutamaadi, glutamiini, γ-aminovõihappe ja glükoosi, mis olid deutereeritud teatud molekulaarsetes positsioonides. Samuti kaardistasid nad deutereeritud ja deutereerimata metaboliite. Nad märgivad, et pildistamistehnika ei vaja kliiniliselt kättesaadavate süsteemidega töötamiseks spetsiaalset riistvara.

Raske vesinik jälgib glükoosi metabolismi in vivo

Fabian Niess, uurimistööga seotud kaastöötaja Looduse biomeditsiinitehnika uuring ja selle juhtiv autor Uuritav radioloogia uuring, selgitab a Pressiteade et Uuritav radioloogia uuring oli "oluline samm", et näidata, et lähenemisviis toimis madalama väljaga süsteemides, "kuna 3 T MR süsteemid on kliinilistes rakendustes väga levinud".

Teadlased järeldavad sellest ¹H-MRS-i pildistamine võib hõlbustada glükoosi metabolismi uuringuid ja nad viivad läbi täiendavaid uuringuid, et kontrollida oma lähenemisviisi ja esialgseid tulemusi.

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
• PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• PlatoESG. Autod/elektrisõidukid, Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
• BlockOffsets. Keskkonnakompensatsiooni omandi ajakohastamine. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://physicsworld.com/a/mr-spectroscopy-maps-brain-glucose-metabolism-without-requiring-radiation/