Las técnicas de imagenología molecular están desempeñando un papel cada vez más importante en el diagnóstico médico y en el desarrollo de nuevos métodos de tratamiento. Un equipo interdisciplinario de investigadores de los campos de la química, ciencias de los materiales, biomedicina, La física cuántica y la toxicología ha logrado desarrollar las bases de un medio de contraste novedoso para resonancia magnética en el marco del programa de excelencia FET Open EU. Los cambios moleculares en el cuerpo humano podrían ser detectables por resonancia magnética y mejorar y dilucidar el tratamiento de enfermedades como el cáncer, Alzheimer y enfermedades cardíacas.

En MRI (resonancia magnética), los núcleos de los átomos de hidrógeno en los tejidos están sujetos a un campo magnético de alta frecuencia. De esta manera, producen señales débiles en las bobinas receptoras que pueden procesarse en imágenes. "Nuestra idea básica era enviar moléculas con núcleos cuadripolares al tejido y mediante la interacción entre los núcleos de hidrógeno y estos núcleos cuadripolares para modificar la señal de RMN clásica, "explica Hermann Scharfetter, profesor del Instituto de Ingeniería Médica de TU Graz y director del grupo de trabajo internacional. Estrictamente hablando, Los investigadores persiguieron el objetivo de cambiar la caída de la señal con el tiempo, también conocida como mejora de relajación cuadrupolo (QRE). Scharfetter:"Creíamos que al usar este principio no solo estábamos usando la distribución del medio de contraste para representar mejor los órganos, pero también pudieron probar los cambios moleculares provocados por la sensibilidad de QRE en el entorno químico, de modo que básicamente tenemos la capacidad de activar o desactivar el contraste ".

Prueba del efecto

Después de tres años de investigación en el marco del proyecto CONQUER FET Open, Scharfetter y su equipo ahora han logrado un gran avance en características innovadoras en imágenes médicas. El nuevo medio de contraste se pudo desarrollar hasta el punto de que el efecto explorado se puede utilizar con las intensidades de campo de los escáneres de resonancia magnética estándar. "Seguimos midiendo la señal de RMN de los núcleos de hidrógeno, pero cambia la relajación a través de la interacción con los núcleos cuadripolares y, por tanto, el contraste. Para hacer esto, solo tuvimos que modificar un escáner de resonancia magnética estándar de tal manera que pudiéramos cambiar ligeramente el campo magnético para activar o desactivar el contraste. Los resultados han sido publicados en Revisión física X .

Los resultados esperados se produjeron con compuestos químicos del elemento bismuto. Muchos compuestos de bismuto tienen frecuencias de resonancia cuadrupolo favorables que se encuentran cerca de los campos magnéticos de los escáneres de resonancia magnética clínicos. Es más, el bismuto muestra un fuerte acoplamiento con los núcleos de hidrógeno y se utiliza ocasionalmente en medicina. Deben realizarse más investigaciones para garantizar que el medio de contraste pueda desplegarse clínicamente, como explica Scharfetter:"En el futuro, tenemos que diseñar nanopartículas especiales que, Por un lado, contienen componentes de bismuto, y por otro lado, se puede distribuir bien en el cuerpo humano sin efectos secundarios ni riesgos para la salud. Pero se debe realizar una gran cantidad de síntesis química de antemano. Nuestros resultados, sin embargo, forman un bloque de construcción básico para un medio de contraste 'inteligente' ".