ЯМР на мозъчни тумори: захар вместо контрастно вещество

Контрастните среди са от съществено значение за диагностицирането на тумори. Многократно обаче се изказват излишни опасения дали контрастните вещества, класифицирани като безвредни, не могат да имат вредно въздействие върху организма. Във всеки случай обикновеният захарен разтвор би бил много по-поносим. Учени от университетската болница в Хайделберг и Германския център за изследване на рака всъщност са успели да използват глюкоза, за да направят мозъчните тумори видими при нов тип ЯМР процес. Подобно на контрастната среда, захарта подобрява визуалното представяне на тъканните структури. Захарта дори отбелязва със специална функция. За разлика от конвенционалните контрастни среди, глюкозата попада вътре в клетките и там се разгражда. Поради повишените енергийни нужди на туморните клетки, това превъзходство може да бъде от полза при идентифицирането на агресивно растящи ракови клетки.

Контрастният агент не попада във вътрешността на клетката

Понастоящем контрастните носители се използват като стандарт за диагностициране на тумори при образни процедури като магнитно резонансно изображение (MRT). Традиционно протонните сигнали се измерват във вода по време на ЯМР. Контрастът на изображението възниква от протонната плътност, времето на надлъжна релаксация (T1) и времето на трансцерална релаксация (T2). Поради високото съдържание на вода над 60 процента в тялото се създава ясна картина на тъканните структури. Контрастните агенти усилват вътресъдовите и междуклетъчните сигнали. Те обаче не проникват във вътреклетъчното пространство. Това би било предимство на захарта, която се метаболизира до голяма степен от раковите клетки - особено тези, които растат агресивно - за производство на енергия.

Глюкоза в PET

Друг диагностичен метод, позитронно-емисионна томография (PET), вече използва положителния аспект на захарта. За да може обаче повишената консумация на глюкоза на туморните клетки да стане видима, трябва да се използват радиоактивно маркирани захарни молекули. Учените от университета в Хайделберг и Германския център за изследване на рака сега са успели да разработят ЯМР с глюкоза, която не съдържа радиоактивност и следователно не съдържа вредно лъчение.

Захар като контрастно вещество

За да визуализират глюкозата, учените са използвали високополеви томограф със сила на магнитното поле 7 Тесла. Те също така внедриха специален метод, за да направят глюкозния сигнал селективно видим. С тази нова разработка те постигнаха сила на сигнала, която разкрива промени в концентрацията на глюкоза в мозъчната тъкан след инжектирането на обикновен захарен разтвор. Изследователите разчитат на добре познатия принцип на ефекта на трансфер на намагнитване. Досега обаче не беше възможно да се използва това за глюкоза. По време на трансфера на намагнитване, сигналът на глюкозните протони се прехвърля към собствената вода на тялото, определен в магнитно-резонансната томография. Този ефект е пропорционален на локалната концентрация на глюкоза, тъй като и двете протонни фракции си влияят взаимно чрез спин-спин взаимодействия. По този начин може да се определи регионално променена концентрация на глюкоза, каквато се намира в туморните тъкани.

Проект за ЯМР за глюкоза при мозъчни тумори

В своя глюкозен MRT проект учените са успели да наблюдават промени в глюкозния сигнал в здрави и туморни области на мозъка. Но все още има отворени въпроси. "Все още не знаем как пропорциите на измерената глюкоза се разпределят между съдовете и извънклетъчното пространство, от една страна, и вътрешността на клетката, от друга." Хайнц-Петер Шлеммер, автор на изследването и ръководител на рентгенологичния отдел в Германския център за изследване на рака. Шлемър продължава: „Ако се потвърди, че основни сигнали от захарта идват от вътрешността на клетката, това би осигурило важна допълнителна информация за туморно и функционално ЯМР изобразяване. Това може да подобри планирането и наблюдението на терапията. "

Така че остава да се види дали захарта ще замени конвенционалните контрастни вещества в бъдеще. Ядрено-магнитен резонанс с глюкоза без излагане на радиоактивно лъчение на пациента вече е потенциално обещаваща бъдеща перспектива.