Investigadores del Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) han encontrado un nuevo método para obtener imágenes de alta calidad en imágenes de resonancia magnética (MRI), que requiere menos medio de contraste en comparación con los métodos actuales. Esto es posible gracias al uso de una estructura proteica "elástica" que puede absorber el xenón disuelto de forma autorreguladora:cuanto mayor es la cantidad de este gas noble, cuanto mayor sea la calidad de la imagen, sin necesidad de ajustar la cantidad de medio de contraste aplicado.

Hoy en día, La resonancia magnética (MRI) es un método indispensable para diagnosticar enfermedades y monitorear el curso del tratamiento. Crea imágenes seccionales del cuerpo humano sin el uso de radiación dañina. Típicamente, las moléculas de agua del tejido están expuestas a un fuerte campo magnético. Sin embargo, La resonancia magnética es muy insensible y necesita una alta concentración de moléculas para absorber una señal utilizable. Los medios de contraste se utilizan a menudo para mejorar el diagnóstico con el fin de detectar cambios específicos, como tumores, con mayor claridad. Sin embargo, incluso con estos medios de contraste, la sensibilidad de la resonancia magnética no se puede aumentar significativamente, y muchos marcadores que se conocen de la biología celular no se pueden detectar durante la formación de imágenes. Aparte de esto, la seguridad de ciertos medios de contraste que contienen el elemento gadolinio es actualmente un tema de creciente discusión. "Necesitamos nuevos métodos mejorados en los que la menor cantidad posible de medio de contraste influya en la mayor cantidad posible de la sustancia transmisora ​​de señales, que suele ser agua, "dice el Dr. Leif Schröder, investigador de FMP. Él y su equipo han logrado un avance importante.

Los investigadores llevan algún tiempo trabajando en el desarrollo de medios de contraste basados ​​en xenón, un gas noble inofensivo. El grupo emplea un proceso con potentes láseres en el que el xenón se magnetiza artificialmente y luego, incluso en pequeñas cantidades, genera señales mensurables. Para detectar marcadores de enfermedades celulares específicas, el xenón tiene que estar unido a ellos durante un breve período de tiempo. En cooperación con científicos del Instituto de Tecnología de California (Caltech) financiado por el Programa de Ciencias Human Frontiers (HFSP), El Dr. Leif Schröder y su equipo ahora han investigado una nueva clase de medio de contraste que une el xenón de forma reversible. Se trata de estructuras proteicas huecas producidas por determinadas bacterias para regular la profundidad a la que flotan en el agua. similar a una vejiga natatoria miniaturizada en un pez, pero en una escala nanométrica. El grupo de investigación dirigido por el socio de cooperación Mikhail Shapiro en Caltech introdujo hace algún tiempo estas llamadas "vesículas de gas" como medio de contraste de RM. Sin embargo, aún no se sabía qué tan bien podrían ser "cargados" con xenón.

En el estudio, que ha sido publicado en ACS Nano , ambos grupos describen ahora cómo estas vesículas forman un medio de contraste ideal:pueden ajustar "elásticamente" su influencia en el xenón medido. "Las estructuras de proteínas tienen una estructura de pared porosa a través de la cual el xenón puede entrar y salir. A diferencia de los medios de contraste convencionales, las vesículas de gas siempre absorben una porción fija del xenón que es proporcionada por el medio ambiente, en otras palabras, también cantidades mayores si se proporciona más Xe, "Informes del Dr. Leif Schröder. Esta característica se puede emplear en diagnósticos de resonancia magnética, porque hay que utilizar más xenón para obtener mejores imágenes.

También sería necesario ajustar la concentración de un medio de contraste convencional para lograr un cambio en la señal para todos los átomos de xenón. Las vesículas de gas, por otra parte, se llenan automáticamente con más xenón cuando esto es ofrecido por el medio ambiente. "Actúan como una especie de globo, al que se adjunta una bomba externa. Si el globo está 'inflado' por átomos de xenón que fluyen hacia la vesícula de gas, su tamaño no cambia, pero la presión aumenta, similar a la cámara de un neumático de bicicleta, "explica el Dr. Leif Schröder. Debido a que pasa mucho más xenón a las vesículas que con los medios de contraste convencionales, los átomos de xenón se pueden leer mucho mejor después de que hayan abandonado la vesícula nuevamente y muestren una señal modificada. De esta manera, el contraste de la imagen es muchas veces mayor que el ruido de fondo, mientras que la calidad de la imagen mejora significativamente.

Por tanto, estos medios de contraste también se pueden utilizar para identificar marcadores de enfermedades que se producen en concentraciones relativamente bajas. Durante el curso posterior de la cooperación, los dos grupos tienen la intención de probar estos medios de contraste en estudios iniciales con animales. El comportamiento recién descubierto será una ventaja decisiva para utilizar estos medios de contraste tan sensibles también en tejidos vivos. El Dr. Leif Schröder y su equipo pudieron realizar las primeras imágenes de resonancia magnética con concentraciones de partículas un millón de veces más bajas que las de los medios de contraste empleados actualmente.