El uso de oxígeno para hacer visible el cáncer
Los científicos del Centro Alemán de Investigación del cáncer han desarrollado un nuevo método que utiliza el oxígeno para identificar los tumores cerebrales de manera más eficaz mediante la tomografía de resonancia magnética (MRT). Para ello, se basan en una característica metabólica de las células tumorales que pueden hacer visible mediante un método de imagen completamente nuevo. Los investigadores esperan que la nueva técnica ayude a mejorar aún más el diagnóstico y la caracterización de los tumores cerebrales en el futuro.
La línea roja delinea el área del tumor; el contraste de color muestra el metabolismo del oxígeno. Como predijo la teoría de Warburg, la renovación de oxígeno en el tumor se reduce (azul).
Paech / Radiology
Las células tumorales difieren considerablemente del tejido sano en cuanto a su metabolismo, como descubrió el médico y bioquímico alemán Otto Heinrich Warburg en la década de 1920. Observó una acumulación de ácido láctico en las células tumorales. Este producto metabólico es el resultado del metabolismo anaeróbico (es decir, sin oxígeno) que prefieren las células tumorales, aunque haya suficiente oxígeno disponible. Este fenómeno se conoció como el efecto Warburg.
"Nos preguntamos si esta característica podría hacerse visible en la MRT", explicó Daniel Paech, médico y físico del Centro Alemán de Investigación del Cáncer (DKFZ) en Heidelberg. Los escáneres tradicionales de MRT sólo pueden hacer visibles los cambios estructurales.
El nuevo método desarrollado por los investigadores del DKFZ no requiere radioactividad y muestra el metabolismo dependiente del oxígeno del tejido de forma muy específica. Los investigadores utilizan un isótopo de oxígeno estable y no radiactivo, el 17O2, que está presente en pequeñas cantidades en el aire. Los sujetos de la prueba respiran este oxígeno especial en forma enriquecida. En todas partes donde el oxígeno se metaboliza en el tejido corporal, el 17O2 forma un compuesto con hidrógeno. Eso significa que se puede demostrar en el campo magnético de la MRT. El tejido que metaboliza una gran cantidad de oxígeno aparece así ligero en la imagen.
Daniel Paech, su colega Sebastian Niesporek, y su equipo de investigadores en el DKFZ comenzaron probando el principio en tres sujetos sanos. Como era de esperar, se observó una alta renovación de oxígeno en sus cerebros. Los investigadores utilizaron la nueva MRT de oxígeno para examinar a diez personas a las que se les había diagnosticado un tumor cerebral. "El resultado fue realmente impresionante: Los tumores aparecieron en las imágenes como manchas oscuras porque allí no había metabolismo de oxígeno", comentó Paech. "Nos sorprendió que esto fuera así tanto en los tumores agresivos de alto grado como en los de bajo grado menos agresivos", añadió. Anteriormente no estaba claro si el efecto Warburg juega un papel en los tumores cerebrales de bajo grado también.
Los investigadores de la DKFZ no sólo han obtenido nuevos hallazgos sobre la biología de los tumores cerebrales, sino que también han desarrollado un método capaz de caracterizar el tejido tumoral con mayor precisión. "Vemos el método como un complemento de la imagen de MRT estructural para mostrar las diferencias entre el tumor y el tejido sano", explicó Paech. "La información adicional podría ayudar a caracterizar los tumores con mayor precisión en el futuro sobre la base de su metabolismo particular".
Actualmente sólo existe una tecnología comparable para el PET, con la desventaja de que requiere el isótopo de oxígeno radioactivo 15O2. Además, este isótopo debe producirse in situ utilizando recursos considerables, lo que sólo es posible en unos pocos hospitales.
Incluso con el nuevo método de MRT ideado por los investigadores del DKFZ, todavía hay algunos problemas que deben ser resueltos antes de que pueda ser utilizado en la práctica clínica. El 17O2 enriquecido sigue siendo muy caro, aunque Paech supone que los costes de producción podrían disminuir si la molécula se produjera a mayor escala.
"En el futuro, es necesario realizar estudios clínicos", comentó Paech. "Son necesarios para ver si el 17O2 puede ser aprobado y para demostrar el beneficio clínico del método", continuó.
El nuevo método se desarrolló utilizando el 7T MRT de DKFZ como parte de la colaboración entre la División de Radiología y la División de Física Médica en Radiología y fue galardonado con el Premio Roland Ernst de Investigación Interdisciplinaria en Radiología en diciembre del año pasado. Los investigadores esperan que la MRT de oxígeno proporcione información valiosa sobre otras enfermedades asociadas con cambios metabólicos también en el futuro, como la enfermedad de Alzheimer y la esclerosis múltiple.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Daniel Paech, Armin M. Nagel, Miriam N. Schultheiss, Reiner Umathum, Sebastian Regnery, Moritz Scherer, Antje Wick, MD Tanja Platt, Wolfgang Wick, Martin Bendszus, Andreas Unterberg, Heinz-Peter Schlemmer, Mark E. Ladd, Sebastian C. Niesporek; "Quantitative dynamic oxygen-17 MRI at 7-T for cerebral oxygen metabolism in glioma"; Radiology; 2020
Más noticias del departamento ciencias
Reciba la industria de las ciencias biológicas en su bandeja de entrada
No se pierda nada a partir de ahora: Nuestro boletín electrónico de biotecnología, productos farmacéuticos y ciencias de la vida le pone al día todos los martes y jueves. Las últimas noticias del sector, los productos más destacados y las innovaciones, de forma compacta y fácil de entender en su bandeja de entrada. Investigado por nosotros para que usted no tenga que hacerlo.
