Suponiendo que pudiéramos visualizar procesos patológicos como el cáncer en una etapa muy temprana y además distinguir los diferentes tipos de células, esto representaría un gran paso para la medicina personalizada. La resonancia magnética de xenón tiene el potencial de cumplir esta promesa, siSe encuentran medios de contraste adecuados que reaccionan con suficiente sensibilidad a la "exposición". Investigadores del Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie en Berlín han descubierto que una clase de moléculas con forma de calabaza llamadas cucurbiturils, junto con el gas inerte xenón, permite una imagen particularmente buenacontraste, es decir, alrededor de 100 veces mejor de lo que ha sido posible hasta ahora. Este hallazgo publicado en el artículo de portada de la edición de noviembre de Chemical Science por la Royal Society of Chemistry señala el camino hacia la adaptación de nuevos agentes de contraste a diferentes tipos de células y hael potencial para permitir el diagnóstico molecular incluso sin muestras de tejido en el futuro.
Medicina personalizada en lugar de un tratamiento para todos, especialmente en la medicina del cáncer, este enfoque ha llevado a un cambio de paradigma. El diagnóstico molecular es la clave que permitirá a los pacientes acceder a una terapia personalizada. Sin embargo, si los tumores se encuentranáreas accesibles del cuerpo o varios focos tumorales ya están presentes, esto a menudo falla debido a una falta de sensibilidad suficiente de las imágenes de diagnóstico. Pero esa sensibilidad es necesaria para determinar los diferentes tipos de células, que difieren considerablemente incluso dentro de un tumor.el más pequeño de los focos tumorales y otros cambios patológicos pueden detectarse usando la PET-CT, una diferenciación según el tipo de célula generalmente no es posible.
Por lo tanto, los científicos del FMP se están enfocando en la resonancia magnética de xenón: el desarrollo posterior de la resonancia magnética estándar hace uso del "poder de iluminación" del gas inerte xenón, que puede proporcionar una señal mejorada 10,000 veces en la resonancia magnética.Para hacer esto, debe ser capturado temporalmente por las llamadas "moléculas de jaula" en el tejido enfermo. Esto ha sido más o menos exitoso con las moléculas utilizadas hasta la fecha, pero el enfoque experimental aún está lejos de una aplicación médica.
Cucurbituril proporciona impresionantes contrastes de imagen
El grupo de investigación dirigido por el Dr. Leif Schröder en el Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie FMP ha descubierto una clase de molécula para este propósito que eclipsa todas las moléculas utilizadas hasta la fecha. Cucurbituril intercambia alrededor de 100 veces más xenón por unidadtiempo que sus moléculas compañeras, lo que conduce a un contraste de imagen mucho mejor. "Rápidamente quedó claro que el cucurbituril podría ser adecuado como medio de contraste", informa Leif Schröder. "Sin embargo, fue sorprendente que las áreas marcadas con él fueran fotografiadascon un contraste mucho mejor que antes ". La explicación se encuentra en la velocidad. Tras la exposición, por así decirlo, el cucurbituril genera contraste más rápidamente que todas las moléculas utilizadas hasta la fecha, ya que solo se une al xenón muy brevemente y por lo tanto transmite laondas de radio para detectar el gas inerte a muchos átomos de xenón en una fracción de segundo. De esta manera, el gas inerte pasa a través de la molécula de manera mucho más eficiente.
En el estudio, que apareció en la revista especializada ciencia química , se han obtenido las primeras imágenes de resonancia magnética del mundo con cucurbituril. Con la ayuda de un láser potente y un metal alcalino vaporizado, los investigadores inicialmente reforzaron en gran medida las propiedades magnéticas del xenón normal. A continuación, el gas hiperpolarizado se introdujo en una solución de prueba conlas moléculas de la jaula. Una imagen de resonancia magnética posterior mostró la distribución del xenón en el objeto. En una segunda imagen, el curcurbituril junto con ondas de radio destruyeron la magnetización del xenón, lo que provocó manchas oscuras en las imágenes. "Comparación de las dos imágenesdemuestra que solo el xenón en las jaulas tiene la frecuencia de resonancia adecuada para producir un área oscura ", explica Schröder." Este ennegrecimiento es posible en un grado mucho mejor con cucurbituril que con las moléculas de jaula anteriores, ya que funciona como un producto muy sensible a la luzpapel fotográfico. El contraste es unas 100 veces más fuerte. "
un medio de contraste muy específico para cada tipo de célula
Las pruebas iniciales con material celular en las que cucurbituril también es capaz de detectar una determinada enzima que ocurre comúnmente en las células cancerosas también se acaban de publicar en otra publicación. Sobre la base de la reacción enzimática, es posible concluir la malignidad de laLo que tiene de especial esto es que relativamente poco material celular es suficiente para obtener imágenes de las células tumorales en la resonancia magnética. Los investigadores creen que es posible detectar incluso focos tumorales muy pequeños con este nuevo método en el futuro. Sin embargo,aún queda un largo camino por recorrer. Para empezar, se deben realizar estudios en animales para determinar si es posible transferir los resultados de las pruebas obtenidas hasta la fecha al organismo vivo. De ser así, se pueden utilizar para desarrollar medios de contraste altamente sensiblesque pueden marcar más enzimas y, por lo tanto, una gama de diferentes tipos de células.
Este sería un hito para el diagnóstico del cáncer. Al administrar varios medios de contraste en un examen de resonancia magnética, los médicos ya podrían clasificar las células cancerosas a nivel molecular y podrían individualizar la terapia de manera adecuada. Y esto sin la necesidad de biopsias estresantes,como lo enfatiza Leif Schröder. Su colega en la Universidad Jacobs de Bremen, el Dr. Andreas Hennig, menciona otro punto a favor: "La resonancia magnética de xenón tiene la gran ventaja de que, a diferencia de los medios de contraste radioactivos clásicos, no hay una exposición notable a la radiación paraEl paciente. Aparte de esto, los cucurbituriles han demostrado ser inofensivos en las pruebas de toxicidad con ratones ", dice el químico.
Además del ambicioso objetivo de aplicar xenón-MRI como una especie de sustituto de la biopsia en humanos, el estudio pronto podrá hacer una contribución a la investigación de medicamentos. El efecto de nuevas sustancias en el curso de las enfermedades se puede probar en elestudios en animales que deben realizarse de todos modos.
Pero, en el descubrimiento de cucurbituril, el primer autor Martin Kunth ve solo el comienzo de un desarrollo prometedor. El estudio también proporciona una explicación muy general de qué propiedades debe tener un medio de contraste Xe-MRI para ser detectado de manera más sensible ".Hemos hecho uso de este conocimiento específicamente con cucurbituril, pero también se puede transferir a otras moléculas ", dice el físico Kunth." Sin duda podremos desarrollar medios de contraste mucho más sensibles ahora usando este enfoque y precisamente esta fue la clavepunto en este innovador procedimiento de imagen ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Forschungsverbund Berlín eV FVB . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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