Un medio de contraste adaptable mejora el diagnóstico con la resonancia magnética

Un estudio reciente afirma que una estructura de proteína adaptable que absorbe el xenón disuelto de forma autorregulable permite obtener imágenes de resonancia magnética (RM) de mayor calidad con menos medio de contraste.

Desarrollado por investigadores de Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP; Berlín, Alemania) y del Instituto de Tecnología de California (Caltech; Pasadena, EUA), el nuevo medio de contraste se basa en estructuras de proteínas huecas nanométricas producidas por las bacterias para regular la profundidad de flotación, similar a una vejiga natatoria miniaturizada en los peces. Estas, así llamadas, “vesículas de gas”, tienen una estructura de pared porosa a través de la que el gas de xenón puede entrar y salir, lo que les permite ajustar su influencia elásticamente sobre el xenón medido.

A diferencia de los medios de contraste convencionales, las vesículas de gas siempre absorben una porción fija del xenón presente en el ambiente. Esta característica se puede aprovechar en los diagnósticos de resonancia magnética, porque se debe usar más gas de xenón para obtener mejores imágenes. Si bien la concentración de los medios de contraste convencionales deberían ajustarse para lograr un cambio en la señal para todos los átomos de xenón, las vesículas de gas se llenan automáticamente con más xenón cuando se coloca a su disposición.

A medida que se absorbe más xenón en las vesículas que con los medios de contraste convencionales, el contraste de la imagen es muchas veces más alto que el ruido de fondo, y la calidad de la imagen mejora significativamente, lo que permite la identificación de marcadores de enfermedades que ocurren en concentraciones relativamente bajas. En estudios con animales, los investigadores pudieron producir imágenes de resonancia magnética con concentraciones de partículas un millón de veces más bajas que las de los medios de contraste empleados actualmente. El estudio fue publicado en la edición de noviembre de 2018 de la revista ACS Nano.

“Necesitamos métodos nuevos y mejorados, en los que la menor cantidad posible de medio de contraste influya lo más posible en la sustancia transmisora de señales, generalmente el agua”, dijo el autor principal Leif Schroeder, PhD, director del grupo de imagenología molecular en el FMP. “Actúan como una especie de globo al que se une una bomba externa. Si el globo es inflado por átomos de xenón que fluyen hacia la vesícula del gas, su tamaño no cambia, pero la presión se aumenta, de una manera similar a lo que sucede en un tubo de neumático de bicicleta”.

La hiperpolarización de los núcleos de los gases nobles (generalmente utilizando láseres) los alinea para que se vuelvan visibles en un examen de resonancia magnética. Para detectar marcadores de enfermedades celulares específicas, deben estar unidos a ellos por un corto tiempo. Los gases utilizados para fines de imágenes médicas incluyen el helio (He), el argón (Ar), el criptón (Kr) y el xenón (Xe). El estado de giro hiperpolarizado existe a temperaturas de giro muy bajas, lo que conduce a una alta magnetización del conjunto de giros, con el resultado de una intensidad de señal de resonancia magnética nuclear muy alta, que vuelve al equilibrio térmico por despolarización.

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Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie
Instituto de Tecnología de California