El nuevo mecanismo de contraste mejora la resonancia magnética de xenón
Aumento de la velocidad, el contraste y la información
La resonancia magnética de xenón ofrece una visión profunda del cuerpo humano y abre nuevas posibilidades en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades. Los físicos del Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) de Berlín han logrado ahora una mejora considerable del método de detección del gas noble xenón. Aplicando una serie de nuevos trucos técnicos y probando dos moléculas, los científicos lograron, en cuestión de segundos, obtener más información de imagen a partir de la adquisición de datos de un solo disparo que lo que era posible anteriormente. Además, el nuevo mecanismo de contraste requiere menos agente de contraste y nada de gadolinio, lo que es objeto de un continuo debate en relación con la posible intolerancia. El método es unas 850 veces más sensible que los agentes de contraste comparables en la resonancia magnética convencional con moléculas de agua.
La resonancia magnética Xe permite la cuantificación rápida y precisa de la pérdida de coherencia de fase en los grupos Xe acoplados por intercambio. Esas mediciones de la relajación permiten determinar la energía de activación para la unión del xenón en moléculas del huésped, como el portador de la droga cucurbit[6]uril.
Barth van Rossum
La capacidad de detectar procesos patológicos en el cuerpo que de otro modo permanecerían ocultos utilizando técnicas de imagenología convencionales - este es el potencial prometido por la resonancia magnética de xenón. A diferencia de la resonancia magnética convencional, este método implica la detección del gas noble no tóxico xenón en lugar de las moléculas de agua. Gracias a la magnetización especial del xenón, tiene una fuerza de señal extremadamente alta en la resonancia magnética. Además, la imagen de xenón también tiene potencial analítico porque las moléculas que interactúan con el xenón pueden utilizarse como portadoras de drogas que ahora pueden localizarse y caracterizarse mediante la resonancia magnética.
Los físicos del FMP han trabajado durante años para perfeccionar aún más la resonancia magnética del xenón de manera que pueda utilizarse, por ejemplo, en el diagnóstico y el tratamiento del cáncer. Tras el descubrimiento de varias moléculas que son capaces de unir muy bien el gas noble xenón para proporcionar imágenes de alto contraste desde el interior del cuerpo, el equipo del Dr. Leif Schröder ha logrado ahora otro éxito.
"Hemos hecho accesible otro mecanismo de contraste que es capaz de generar significativamente más información de imagen que el método anterior en un espacio de tiempo más corto", explicó Leif Schröder. "La llamada relaxividad es mucho mayor, lo que significa que necesitamos mucho menos agente de contraste que el requerido por los métodos convencionales para generar contraste de imágenes, lo que es extremadamente beneficioso, particularmente para aplicaciones médicas".
El contraste T2 sólo necesita un corto tiempo de contacto
El trabajo ahora publicado en "Chemical Science" se centró en el contraste T2 -uno de los dos parámetros de contraste en la resonancia magnética junto con T1- y en cómo puede ser influenciado por las dos moléculas de criptofánico-Un monoácido (CrA-ma) y cucurbit[6]uril (CB6). Aunque estas dos moléculas sin metal se consideran candidatos muy potentes para la resonancia magnética de xenón, esta cuestión no se había investigado anteriormente.
Leif Schröder y su colega Martin Kunth pudieron demostrar que incluso los cortos tiempos de contacto entre el xenón y la molécula provocaban un cambio de señal. Un solo disparo que implica una elaborada y continua observación de la señal es suficiente para poder mostrar el contraste T2 para una serie entera de imágenes. Anteriormente, se requerían al menos dos mediciones para una sola imagen - una con una señal "on" y la otra con una señal "off" - y se tardaba al menos 30 o segundos en codificar una imagen. El nuevo mecanismo de contraste logra esto en alrededor de 7 segundos a partir de una sola toma.
"Resulta en un ahorro de tiempo extremo comparado con el método antiguo", comentó Martin Kunth. Otra ventaja del nuevo mecanismo es que no se necesitan imágenes de referencia adicionales o complejos metálicos controvertidos para crear el contraste T2. Además, más de 1.000 imágenes con contraste progresivo pueden ser reconstruidas a partir de una sola señal continua. El método convencional sólo era capaz de generar un máximo de 30 imágenes, cada una de las cuales debía tomarse por separado, lo que implicaba un esfuerzo mucho mayor. "Esencialmente, se trata de una medición muy simple; necesitamos un solo conjunto de datos para obtener una serie de imágenes ricas en información con una resolución espacial mucho mejor", subrayó el físico.
Los datos con un alto valor informativo
La simple medición se combina con un complejo procesamiento de datos, lo que también es innovador. El software, programado por los investigadores del FMP, es capaz de computar más que comparaciones relativas de señales - dónde es más clara y dónde más oscura. De hecho, es capaz por primera vez de calcular números absolutos para ciertos parámetros físicos. Los números describen la tasa de intercambio exacta entre el xenón y las moléculas, lo que permite sacar conclusiones sobre aspectos como la estabilidad de una molécula como portadora de drogas.
"Los transportistas de drogas deben poseer cierto grado de estabilidad para garantizar que no liberan la droga demasiado pronto o demasiado tarde. Ahora podemos medir esta propiedad, así como la energía de activación necesaria para entrar en el portador del fármaco", declaró Martin Kunth, describiendo una de las muchas nuevas aplicaciones potenciales.
"En resumen, nuestro nuevo método nos permite no sólo mejorar la imagen clínica, sino también dar respuesta a cuestiones farmacológicas o químico-analíticas", añadió Leif Schröder. "Como tal, hemos tomado la resonancia magnética de xenón un paso crucial hacia adelante, que ahora beneficiará a todos los investigadores y clínicas que trabajan con ella".
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