МРТ пухлин головного мозку: цукор замість контрастної речовини

Контрастні середовища необхідні для діагностики пухлин. Однак неодноразово висловлюються надмірні занепокоєння щодо того, чи можуть контрастні речовини, класифіковані як нешкідливі, не мати шкідливого впливу на організм. У будь-якому випадку, простий розчин цукру був би набагато терпимішим. Вченим з Гейдельберзької університетської лікарні та Німецького центру досліджень раку насправді вдалося використати глюкозу, щоб зробити пухлини головного мозку видимими при новому типі МРТ-процесу. Як і контрастні речовини, цукор покращує візуальне представлення тканинних структур. Цукор навіть оцінює з особливою особливістю. На відміну від звичайних контрастних середовищ, глюкоза потрапляє всередину клітин і там розщеплюється. Завдяки підвищеним енергетичним потребам клітин пухлини, ця перевага може бути корисною для ідентифікації агресивно зростаючих ракових клітин.

Контрастна речовина не потрапляє всередину клітини

Контрастні середовища в даний час використовуються як стандарт для діагностики пухлин у процедурах візуалізації, таких як магнітно-резонансна томографія (МРТ). Традиційно протонні сигнали вимірюються у воді під час МРТ. Контраст зображення виникає внаслідок густини протонів, часу поздовжньої релаксації (T1) і часу трансцерсальної релаксації (T2). Завдяки високому вмісту води в організмі понад 60 відсотків створюється чітка картина тканинних структур. Контрастні речовини посилюють внутрішньосудинний та міжклітинний сигнали. Однак вони не проникають у внутрішньоклітинний простір. Це було б перевагою цукру, який значною мірою метаболізується раковими клітинами - особливо тими, що ростуть агресивно - для виробництва енергії.

Глюкоза в ПЕТ

Інший діагностичний метод, позитронно-емісійна томографія (ПЕТ), вже використовує позитивний аспект цукру. Однак для того, щоб збільшене споживання глюкози пухлинними клітинами стало видимим, слід використовувати радіоактивно мічені молекули цукру. Зараз вченим з Гейдельберзького університету та Німецького центру досліджень раку вдалося розробити МРТ з глюкозою, яка не містить радіоактивності і, отже, не містить шкідливого випромінювання.

Цукор як контрастна речовина

Для візуалізації глюкози вчені використовували високопольний томограф з напруженістю магнітного поля 7 Тесла. Вони також застосували спеціальний метод, щоб зробити сигнал глюкози вибірково видимим. Завдяки цій новій розробці вони досягли сили сигналу, яка виявляє зміни в концентрації глюкози в тканині мозку після ін’єкції простого розчину цукру. Дослідники спираються на добре відомий принцип ефекту перенесення намагніченості. Однак поки що не вдалося використовувати це для глюкози. Під час перенесення намагніченості сигнал протонів глюкози передається у власну воду тіла, визначену магнітно-резонансною томографією. Цей ефект пропорційний місцевій концентрації глюкози, оскільки обидві протонні фракції впливають одна на одну за допомогою спін-спінових взаємодій. Таким чином, може бути визначена регіонально змінена концентрація глюкози, виявлена ​​в тканинах пухлини.

Проект МРТ глюкози при пухлинах головного мозку

У своєму проекті MRT для глюкози вчені змогли спостерігати зміни в сигналі глюкози у здорових та пухлинних ділянках мозку. Але є ще відкриті питання. "Ми ще не знаємо, як пропорції вимірюваної глюкози розподіляються між судинами та позаклітинним простором, з одного боку, і всередині клітини, з іншого". Хайнц-Петер Шлеммер, автор дослідження та керівник відділу рентгенології в Німецькому дослідницькому центрі раку. Шлеммер продовжує: «Якщо підтвердиться, що основні сигнали цукру надходять зсередини клітини, це забезпечить важливу додаткову інформацію для візуалізації пухлини та функціональної МРТ. Це може покращити планування та моніторинг терапії ".

Тож залишається з’ясувати, чи замінить цукор у майбутньому звичайні контрастні речовини. Зображення МРТ з глюкозою без опромінення радіоактивним випромінюванням пацієнта вже є потенційно перспективною перспективою.