Az MR-spektroszkópia sugárzás nélkül térképezi fel az agy glükóz-anyagcseréjét – Physics World

Az MR-spektroszkópia sugárzás nélkül térképezi fel az agy glükóz-anyagcseréjét – Physics World

Időbélyeg: 22. június 2023. 4:45

Az MR spektroszkópia feltérképezi az agy glükóz metabolizmusát
Sugárzásmentes képalkotás Az úttörő MRI módszer az agy glükóz metabolizmusát rögzíti anélkül, hogy radioaktív anyagokat kellene beadni. (jóvoltából: Bécsi Orvostudományi Egyetem)

Az agyban és a testben történő glükózfelvétel feltérképezése információkat nyújt a klinikusoknak az olyan állapotokban megfigyelt anyagcserezavarokról, mint a rák, a cukorbetegség és az Alzheimer-kór. Ezt a feltérképezést hagyományosan radioaktív anyagok beadásával végzik, amelyek glükózanalógként működnek, és orvosi képeken láthatók.

A tudósok például tudják, hogy a daganatsejtek jobban felszívják a glükózt, mint a normál sejtek. A klinikusok ezt használják ki 18F-FDG-PET képalkotás a daganatok diagnosztizálására és lokalizálására, valamint a kezelések értékelésére. Ez a képalkotó technika azonban nem képes felmérni azokat a downstream metabolitokat, amelyek fontosak lehetnek a diagnózis és a kezelés értékelése szempontjából – és radioaktív vegyület befecskendezését is igényli a betegbe.

Egy másik technika, a mágneses rezonancia spektroszkópia (MRS) szén-13-mal, képes számszerűsíteni a downstream metabolitokat, de nem tudja pontosan lokalizálni őket. Eközben a feltörekvő technika a hiperpolarizált 13A C-MRS képalkotás nem ad információt néhány downstream metabolitról, beleértve a glutamátot és a glutamint. Hiperpolarizált 13A C-MRS képalkotáshoz injekciók is szükségesek, és olyan speciális hardvert használnak, amely nem biztos, hogy elérhető klinikai körülmények között.

A kutatók a Bécsi Orvostudományi Egyetem most új megközelítést dolgoztak ki a glükóz metabolizmus feltérképezésére. A technika nem támaszkodik sugárzásra vagy injekciókra, hanem klinikailag elérhető mágneses rezonancia képalkotást (MRI) és glükózoldat orális lenyelését alkalmazza.

2H-MRS

A kutatók kezdeti validációs tanulmányában, amely a Nyomozó Radiológia, a résztvevőket 3 T MRI-vel készítették le egy éjszakán át tartó koplalás után, majd ismét a deutériummal jelölt glükózoldat elfogyasztása után (a deutérium, a hidrogén stabil izotópja, nem radioaktív). A 2A H-MRS szkennelés egy 3D visszhangmentes szabad indukciós bomlási szekvenciát tartalmazott, és a vízelnyomást a hagyományos vízelnyomási sémával végeztük. Az MRS szkennelés után 3D T1 súlyozott mágnesezéssel előkészített gyors gradiens visszhang kiolvasást végeztünk. Az adatok feldolgozásához házon belüli szoftverfolyamatot használtak.

A 2A H-MRS képalkotó megközelítés lehetővé tette a kutatóknak, hogy számszerűsítsék az oxidatív és anaerob glükózfelhasználást, és értékeljék a neurotranszmitterek szintézisét. Ennek ellenére csak korlátozott számú deuterált vegyületet tudtak mérni, és speciális hardverre volt szükség a képalkotáshoz. Ezért folytattak egy nyomon követési tanulmányt – most publikálták Természet Biomedical Engineering – megnézni, hogy a proton MRS (1H-MRS) 7 T-nál nagyobb érzékenységet, kémiai specificitást és időbeli térbeli felbontást biztosítana, mint 2H-MRS képalkotás.

1H-MRS

Állatkísérletek kimutatták, hogy a deutériummal jelölt glükózt az agysejtek könnyen felveszik, és a deuteronok beépülnek a downstream glükóz metabolitokba. Mivel a deuteronok helyettesítik a protonokat a molekulában, nem járulnak hozzá a protonspektrumhoz, így a deutériummal jelölt metabolitok számának növekedése a metabolitjelek csökkenésében tükröződik. 1H-MRS.

A 1A H-MRS vizsgálatban öt résztvevő (négy férfi és egy nő) kapott deutériummal jelölt glükóz oldatot, és vércukorszintjüket 90 perc alatt többször is megmérték. A kutatók számszerűsítették a glutamátot, a glutamint, a γ-aminovajsavat és a glükózt, amely meghatározott molekulahelyzetekben deuterált. Feltérképezték a deuterált és nem deuterált metabolitokat is. Megjegyzik, hogy a képalkotó technika nem igényel speciális hardvert a klinikailag elérhető rendszerekkel való együttműködéshez.

Fabian Niess, a kutatással foglalkozó munkatárs Természet Biomedical Engineering tanulmány és vezető szerzője a Nyomozó Radiológia tanulmány, magyarázza a sajtóközlemény hogy a Nyomozó Radiológia A tanulmány „fontos lépés volt” annak bizonyítására, hogy a megközelítés az alacsonyabb terepű rendszereken működik, „mivel a 3 T MR rendszerek rendkívül elterjedtek a klinikai alkalmazásokban”.

A kutatók arra a következtetésre jutnak 1A H-MRS képalkotás megkönnyítheti a glükóz metabolizmus vizsgálatát, és további kutatásokat folytatnak megközelítésük és előzetes eredményeik ellenőrzésére.

Időbélyeg:

Még több Fizika Világa