A espectroscopia de RM mapeia o metabolismo da glicose no cérebro sem a necessidade de radiação – Physics World

O mapeamento da absorção de glicose no cérebro e no corpo fornece aos médicos informações sobre a disfunção metabólica observada em condições como câncer, diabetes e doença de Alzheimer. Esse mapeamento é tradicionalmente realizado pela administração de substâncias radioativas que atuam como análogos da glicose e podem ser visualizadas em imagens médicas.

Os cientistas sabem, por exemplo, que as células tumorais consomem mais glicose do que as células normais. Os médicos exploram isso usando ¹⁸Imagens F-FDG-PET para diagnosticar e localizar tumores e avaliar tratamentos. Essa técnica de imagem, no entanto, não pode avaliar metabólitos a jusante que podem ser importantes para o diagnóstico e avaliação do tratamento – e também requer a injeção de um composto radioativo no paciente.

Outra técnica, espectroscopia de ressonância magnética (MRS) com carbono-13, pode quantificar metabólitos a jusante, mas não pode localizá-los com precisão. Enquanto isso, a técnica emergente de hiperpolarização ¹³A imagem de C-MRS não fornece informações sobre alguns metabólitos a jusante, incluindo glutamato e glutamina. hiperpolarizado ¹³A imagem de C-MRS também requer injeções e usa hardware especializado que pode não estar disponível em ambientes clínicos.

Pesquisadores da Universidade Médica de Viena desenvolveram agora uma nova abordagem para mapear o metabolismo da glicose. A técnica não depende de radiação ou injeções, mas usa ressonância magnética (MRI) clinicamente disponível e ingestão oral de uma solução de glicose.

²H-MRS

No estudo de validação inicial dos pesquisadores, que aparece na Radiologia investigativa, os participantes foram fotografados com 3 T MRI após jejum durante a noite e novamente após a ingestão de solução de glicose marcada com deutério (deutério, um isótopo estável de hidrogênio, não é radioativo). O ²A varredura H-MRS incluiu uma sequência de decaimento de indução sem eco 3D e a supressão de água foi realizada usando o esquema convencional de supressão de água. Após a varredura MRS, uma leitura de eco de gradiente rápido 3D ponderada em T1 preparada por magnetização foi realizada. Um pipeline de software interno foi usado para processar os dados.

A ²A abordagem de imagem H-MRS permitiu aos pesquisadores quantificar a utilização de glicose oxidativa e anaeróbica e avaliar a síntese de neurotransmissores. No entanto, eles só podiam medir um número limitado de compostos deuterados, e era necessário hardware especializado para realizar a imagem. Então eles conduziram um estudo de acompanhamento – agora publicado na Engenharia Biomédica da Natureza – para ver se o próton MRS (¹H-MRS) a 7 T forneceria maior sensibilidade, especificidade química e resolução espaço-temporal do que ²Imagem H-MRS.

¹H-MRS

Estudos em animais mostraram que a glicose marcada com deutério é prontamente absorvida pelas células cerebrais e os deutérios são incorporados aos metabólitos de glicose a jusante. Como os deutérios substituem os prótons na molécula, eles não contribuem para o espectro de prótons, portanto, um aumento nos metabólitos marcados com deutério é refletido por uma diminuição nos sinais de metabólitos em ¹H-MRS.

No ¹No estudo H-MRS, cinco participantes (quatro homens e uma mulher) receberam a solução de glicose marcada com deutério e seus níveis de glicose no sangue foram medidos várias vezes ao longo de 90 minutos. Os pesquisadores quantificaram glutamato, glutamina, ácido γ-aminobutírico e glicose deuterada em posições moleculares específicas. Eles também mapearam metabólitos deuterados e não deuterados. Eles observam que a técnica de imagem não requer hardware especializado para trabalhar com sistemas disponíveis clinicamente.

Hidrogênio pesado rastreia o metabolismo da glicose in vivo

Fabian Niess, um pesquisador associado envolvido com o Engenharia Biomédica da Natureza estudo e principal autor do Radiologia investigativa estudo, explica em um comunicados à CMVM que o Radiologia investigativa O estudo foi “um passo importante” para demonstrar que a abordagem funcionava em sistemas de campo inferior “porque os sistemas de ressonância magnética de 3 T são extremamente difundidos em aplicações clínicas”.

Os pesquisadores concluem que ¹A imagem H-MRS pode facilitar os estudos do metabolismo da glicose, e eles estão realizando pesquisas adicionais para verificar sua abordagem e resultados preliminares.

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