Importantes avances en la obtención de imágenes del cáncer
Un método innovador permite observar procesos metabólicos anómalos en directo en el escáner de resonancia magnética de forma rápida y rentable
Un equipo de científicos del Centro Médico Universitario de Friburgo, el Consorcio Alemán contra el cáncer (DKTK) y otros centros ha logrado un importante avance en la observación en directo de los procesos metabólicos del organismo mediante resonancia magnética (RM) metabólica. Han desarrollado un método para modificar moléculas presentes de forma natural en el organismo de forma asequible, segura y rápida, mejorando notablemente su visibilidad en los escáneres de IRM. Este método puede ser muy útil para el diagnóstico personalizado del cáncer, entre otras aplicaciones. Los resultados de su estudio se publicaron en la revista "Angewandte Chemie International Edition" el 13 de julio de 2023.
Imagen de resonancia magnética de un ratón: El piruvato hiperpolarizado (azul) se descompone en lactato y alanina. El curso temporal, la localización y la concentración del proceso pueden observarse en la IRM.
de Maissin et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2023 (CC-BY-NC)
"Hemos encontrado una manera de producir agentes de contraste biológicos de forma sencilla, rápida y segura, que incluso hacen visible el metabolismo. Esto nos permite observar el metabolismo del cáncer en tiempo real, lo que abre perspectivas totalmente nuevas para la medicina personalizada del cáncer", afirma el Dr. Andreas Schmidt, investigador principal y jefe del grupo de investigación "Hiperpolarización y RM metabólica" del Departamento de Física Médica de la Clínica de Radiología del Centro Médico de la Universidad de Friburgo (Alemania).
Cómo funciona la RM metabólica
En la IRM se detectan las propiedades magnéticas de las moléculas. Durante la hiperpolarización, estas propiedades se amplifican significativamente durante un cierto periodo, lo que da lugar a una señal mucho más fuerte de lo habitual. Biológicamente, las moléculas se comportan como antes. Así, los procesos metabólicos pueden observarse de forma no invasiva. "Además, este método es seguro, no emite radiaciones y la RM metabólica sólo dura unos minutos. Estos aspectos son especialmente importantes para los pacientes que requieren exámenes de seguimiento periódicos", explica el coinvestigador Dr. Stephan Knecht, Director de desarrollo de RM de NVivion Imaging Technologies GmbH.
Los resultados del estudio abarcan dos hitos significativos
1. Producción con éxito de piruvato altamente polarizado en una solución acuosa biocompatible. El piruvato es una molécula común en el organismo e interviene en procesos metabólicos centrales. El equipo utilizó el innovador método SABRE (Signal Amplification By Reversible Exchange) para mejorar la señal de piruvato. Este proceso permite producir agentes de contraste biológico de alta sensibilidad en pocos minutos, a bajo coste y sin modificación química. Hasta ahora, SABRE no ha sido un método suficientemente eficaz, y antes no era posible producir agentes de contraste en soluciones acuosas con suficiente pureza. Por el contrario, con el método actualmente establecido, la producción de agentes de contraste tardaba aproximadamente una hora o más y era técnicamente muy exigente.
2. Con los agentes de contraste biológicos de alta sensibilidad desarrollados, se demostró con éxito la conversión de piruvato en lactato y alanina en un modelo animal. Estas conversiones en el metabolismo energético ya se han identificado como marcadores diagnósticos útiles en estudios anteriores.
La colaboración entre los centros asociados al DKTK (Centro Médico de la Universidad de Friburgo y Universidad de Friburgo, Klinikum rechts der Isar de Múnich) y socios de Gotinga (Instituto Max Planck de Ciencias Multidisciplinares), Kiel (Centro Médico Universitario de Schleswig-Holstein), Ulm (NVision Imaging Technologies) y Detroit (Universidad Estatal Wayne) ha permitido lograr este importante avance. "Me gustaría expresar mi gratitud a todos los participantes en el proyecto por su valiosa colaboración y contribución a esta investigación pionera", concluye Schmidt.
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