МР-спектроскопия картирует метаболизм глюкозы в мозге, не требуя облучения

Картирование поглощения глюкозы в мозге и организме дает врачам информацию о метаболической дисфункции, наблюдаемой при таких состояниях, как рак, диабет и болезнь Альцгеймера. Такое картирование традиционно выполняется путем введения радиоактивных веществ, которые действуют как аналоги глюкозы и могут быть визуализированы на медицинских изображениях.

Ученым известно, например, что опухолевые клетки поглощают глюкозу больше, чем нормальные клетки. Клиницисты используют это, используя ¹⁸F-ФДГ-ПЭТ для диагностики и локализации опухолей, а также для оценки лечения. Однако этот метод визуализации не может оценить последующие метаболиты, которые могут быть важны для диагностики и оценки лечения, а также требует инъекции пациенту радиоактивного соединения.

Другой метод, магнитно-резонансная спектроскопия (МРС) с углеродом-13, может количественно определить последующие метаболиты, но не может точно локализовать их. Между тем, новая техника гиперполяризации ¹³Визуализация C-MRS не дает информации о некоторых последующих метаболитах, включая глутамат и глутамин. Гиперполяризованный ¹³Визуализация C-MRS также требует инъекций и использования специального оборудования, которое может быть недоступно в клинических условиях.

Исследователи из Медицинский университет Вены теперь разработали новый подход к картированию метаболизма глюкозы. Этот метод не основан на облучении или инъекциях, а вместо этого использует клинически доступную магнитно-резонансную томографию (МРТ) и пероральный прием раствора глюкозы.

²H-MRS

В первоначальном проверочном исследовании исследователей, которое появляется в Исследовательская радиологияУчастники были обследованы с помощью 3 Т МРТ после голодания в течение ночи и снова после приема раствора глюкозы, меченного дейтерием (дейтерий, стабильный изотоп водорода, не радиоактивен). ²Сканирование H-MRS включало в себя трехмерную безэховую последовательность затухания свободной индукции, а подавление воды осуществлялось с использованием традиционной схемы подавления воды. После сканирования MRS было выполнено 3D-T3-взвешенное сканирование с быстрым градиентным эхо-сканированием, подготовленным с помощью намагниченности. Для обработки данных использовался собственный программный конвейер.

Ассоциация ²Метод визуализации H-MRS позволил исследователям количественно оценить окислительное и анаэробное использование глюкозы и оценить синтез нейромедиаторов. Тем не менее, они смогли измерить лишь ограниченное количество дейтерированных соединений, и для получения изображений требовалось специальное оборудование. Поэтому они провели последующее исследование, которое сейчас опубликовано в Природа Биомедицинская инженерия – посмотреть, будет ли протон MRS (¹H-MRS) при 7 Тл обеспечит более высокую чувствительность, химическую специфичность и пространственно-временное разрешение, чем ²H-MRS визуализация.

¹H-MRS

Исследования на животных показали, что глюкоза, меченная дейтерием, легко усваивается клетками головного мозга, а дейтроны включаются в последующие метаболиты глюкозы. Поскольку дейтроны замещают протоны в молекуле, они не вносят вклада в протонный спектр, поэтому увеличение количества меченных дейтерием метаболитов отражается уменьшением сигналов метаболитов в молекуле. ¹Х-МРС.

В ¹В исследовании H-MRS пять участников (четыре мужчины и одна женщина) получали раствор глюкозы, меченной дейтерием, и уровень глюкозы в их крови измерялся несколько раз в течение 90 минут. Исследователи количественно определили глутамат, глютамин, γ-аминомасляную кислоту и дейтерированную глюкозу в определенных молекулярных положениях. Они также картировали дейтерированные и недейтерированные метаболиты. Они отмечают, что метод визуализации не требует специального оборудования для работы с клинически доступными системами.

Тяжелый водород отслеживает метаболизм глюкозы в естественных условиях

Фабиан Нисс, научный сотрудник, участвовавший в Природа Биомедицинская инженерия исследования и ведущий автор Исследовательская радиология исследование, объясняет в пресс-релизе , что Исследовательская радиология Исследование стало «важным шагом», чтобы продемонстрировать, что этот подход работает на системах с низким полем зрения, «поскольку 3-Т МР-системы чрезвычайно широко распространены в клинических приложениях».

Исследователи заключают, что ¹Визуализация H-MRS может облегчить исследования метаболизма глюкозы, и они проводят дополнительные исследования для проверки своего подхода и предварительных результатов.

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
• ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• ПлатонЭСГ. Автомобили / электромобили, Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
• Смещения блоков. Модернизация права собственности на экологические компенсации. Доступ здесь.
• Источник: https://physicsworld.com/a/mr-spectroscopy-maps-brain-glucose-metabolism-without-requiring-radiation/