No todos los cánceres son iguales: cómo ver mejor los tumores
Un método basado en resonancia magnética detecta el intercambio de agua en células tumorales para medir su malignidad
El ciclo del agua a través de los transportadores de membrana es un rasgo distintivo del metabolismo celular y puede tener una gran importancia diagnóstica para la caracterización de tumores y otras enfermedades. Un equipo de investigadores italianos ha presentado en la revista Angewandte Chemie un nuevo método basado en resonancia magnética para evaluar este intercambio de agua. Con este método, pudieron estimar el grado de malignidad y el éxito de los tratamientos en modelos tumorales de ratones.
© Wiley-VCH
No todos los cánceres son iguales. Según el tipo de tumor, un tratamiento determinado puede dar en el clavo o fracasar por completo. Para un tratamiento específico, eficaz y lo menos agresivo posible, es importante localizar con precisión el tumor y determinar su grado de malignidad. La resonancia magnética (RM) proporciona excelentes imágenes con resolución temporal y espacial para la caracterización de los tumores. Durante este procedimiento, el paciente permanece tumbado en un "tubo" en el que hay un campo magnético muy intenso. Los espines de los protones (los núcleos de los átomos de hidrógeno) se alinean en este campo magnético. Se emiten ondas de radio que sincronizan las precesiones de los espines, volteando temporalmente algunos de ellos. Dependiendo de la composición del tejido, esta "magnetización" se pierde en distintos momentos (relajación). Esto puede utilizarse para calcular imágenes tridimensionales. Los agentes de contraste de gadolinio reducen los tiempos de relajación. Estos agentes se concentran más en los tumores porque sus vasos sanguíneos son especialmente permeables. Esto aumenta el contraste y facilita la definición del tumor.
Los agentes de contraste sólo se propagan por los compartimentos extracelulares del tumor; no penetran en las células tumorales. Un equipo dirigido por Giuseppe Ferrauto y Silvio Aime quiso explotar esta característica para determinar el grado de intercambio de agua a través de la membrana celular. Las células tumorales son más activas metabólicamente que las sanas y tienen más proteínas y canales de transporte en sus membranas celulares. Estas proteínas también permiten que el agua entre y salga de la célula, y el grado de intercambio de agua es una medida de la agresividad de un tumor. Sin embargo, la resonancia magnética clásica no puede mostrar esto.
El equipo de la Universidad de Turín y el IRCCS SDN SynLab de Nápoles decidió trabajar con un nuevo método de IRM llamado CEST (transferencia de saturación por intercambio químico). Hay un intercambio constante de protones entre el agua libre y los grupos que contienen hidrógeno en las biomoléculas, como los grupos amina de la creatina. Las frecuencias de radio a las que puede "magnetizarse" un protón dependen del entorno químico de ese protón, por lo que las frecuencias son diferentes para los protones del agua libre y los unidos a la creatina, por ejemplo. Con un pulso adecuado, los protones ligados a la creatina pueden saturarse. Estos protones se intercambian y se unen al agua libre cercana. Al hacerlo, mantienen su "estado de magnetización saturada". Si a continuación se emiten ondas de radio con la frecuencia adecuada para los protones de agua libre, un número cada vez mayor de estos protones ya están magnetizados y no pueden absorber la energía (la señal CEST en las imágenes de RM). La absorción disminuye hasta que el intercambio de protones alcanza el equilibrio. Esto permite extraer conclusiones sobre la concentración de creatina y otras moléculas que intercambian protones en una célula, lo que puede utilizarse para el fenotipado del cáncer.
Si a continuación se administra un agente de contraste y entra en el compartimento extracelular, la magnetización de los protones de agua allí disminuye significativamente más rápido. Dado que el agua se intercambia a través de la membrana, el número de protones de agua magnetizados dentro de las células también disminuye más rápidamente. Esto a su vez cambia las señales CEST. Los cambios tras la adición del agente de contraste reflejan la permeabilidad de la membrana de la célula tumoral al agua.
El equipo probó este método en modelos de ratón de cáncer de mama con distintos grados de malignidad. Como era de esperar, el intercambio de agua observable aumentaba a medida que los tumores se volvían más agresivos. Dentro de los tumores, también fue posible diferenciar entre zonas de distinta malignidad. El fármaco citostático Doxorrubicina redujo inmediatamente la permeabilidad al agua.
Por tanto, el método desarrollado arroja luz sobre el fenotipo tumoral y proporciona una nueva herramienta para evaluar el resultado de la quimioterapia.
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
Enza Di Gregorio, Chiara Papi, Laura Conti, Antonino Di Lorenzo, Eleonora Cavallari, Marco Salvatore, Carlo Cavaliere, Giuseppe Ferrauto, Silvio Aime; "A Magnetic Resonance Imaging‐Chemical Exchange Saturation Transfer (MRI‐CEST) Method for the Detection of Water Cycling across Cellular Membranes"; Angewandte Chemie International Edition, 2024-1-4
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