Tecnología de resonancia magnética para visualizar procesos metabólicos en tiempo real podría mejorar diagnóstico de enfermedades cardíacas

Permite una visión única del cuerpo y el diagnóstico de diversas enfermedades. Sin embargo, la tecnología de resonancia magnética actual tiene sus limitaciones: aunque se puede usar para mapear la estructura y función de órganos y tejidos, no se puede usar para mapear cambios en el metabolismo, que juegan un papel clave en muchas enfermedades. Sin embargo, los investigadores ahora tienen como objetivo hacer eso posible mediante el avance de la tecnología de RMN para que pueda usarse para visualizar el metabolismo en tiempo real. Los investigadores se están centrando en el corazón, cuyo metabolismo es particularmente complejo porque puede elegir entre múltiples fuentes de energía. Su nuevo método de RMN para visualizar los procesos metabólicos en el cuerpo podría mejorar el futuro diagnóstico y tratamiento de enfermedades del corazón.

El corazón está en constante movimiento, lo que hace que la obtención de imágenes sea un gran desafío. Otro desafío es que las moléculas metabólicas están presentes solo en pequeñas concentraciones, demasiado pequeñas para capturarlas con imágenes de resonancia magnética convencional. Investigadores de ETH Zurich (Zurich, Suiza) y la Universidad de Zurich (Zurich, Suiza) han logrado superar estos obstáculos con la ayuda de la RMN hiperpolarizada: con ella, los investigadores pueden amplificar la señal de las moléculas metabólicas en un factor de más de 25.000. El equipo de investigación adaptó la RMN hiperpolarizada a las necesidades específicas de las imágenes cardíacas y metabólicas. El resultado es un dispositivo del tamaño de un refrigerador que funciona junto con una máquina de resonancia magnética clínica. El "refrigerador" ciertamente hace honor a su nombre: para aumentar la intensidad de la señal, un azúcar intermedio (piruvato) se congela a -272 grados centígrados y luego se magnetiza en un campo magnético con la ayuda de microondas. Una vez que se ha vuelto a calentar a la temperatura corporal, el piruvato se puede usar para obtener imágenes de una manera similar a los agentes de contraste convencionales.

Este novedoso método es capaz de mostrar, de forma no invasiva y en tiempo real, cómo el corazón metaboliza los nutrientes, es decir, cómo los convierte en energía utilizable. Si bien la resonancia magnética convencional puede mostrar si el corazón está bombeando y cómo, el método ahora también revela de dónde obtiene el corazón su energía. Ser capaz de capturar y comprender esto en detalle es un gran desarrollo, especialmente con respecto a las enfermedades del corazón. Un problema con el metabolismo puede ser un signo temprano de una afección cardíaca. Por ejemplo: en circunstancias normales, el corazón utiliza principalmente grasa como fuente de energía. Sin embargo, si hay falta de oxígeno, el corazón cambia al azúcar como fuente de energía, ya que requiere menos oxígeno para metabolizar. Si los médicos pudieran detectar tales procesos mediante imágenes, podrían identificar una posible deficiencia de oxígeno en una etapa temprana. Esto allanaría el camino hacia el tratamiento de las causas de las enfermedades cardiovasculares, y no solo de sus efectos.

Los investigadores pudieron demostrar que el método que desarrollaron realmente hace un buen trabajo al visualizar el metabolismo del corazón. Se utilizaron cerdos como modelo, ya que sus corazones son más similares al corazón humano. Esto hizo posible mapear en detalle los cambios metabólicos que siguen a un ataque al corazón. Entre otras cosas, el estudio reveló las partes del músculo cardíaco que se recuperaron después del infarto. El nuevo método de RMN podría convertirse en un paso importante hacia la medicina personalizada. Los investigadores esperan que el procedimiento innovador también ayude a los médicos a comprender por qué ciertas personas tienen un deterioro mucho mayor después de un ataque al corazón que otras. Sin embargo, el método tiene que probarse en estudios clínicos más amplios en los próximos años. Con este fin, los investigadores perfeccionarán aún más la tecnología del prototipo de "refrigerador". Los investigadores también lanzaron su primer ensayo clínico en el que se examinarán pacientes con insuficiencia cardíaca o factores de riesgo de insuficiencia cardíaca.

“Para nosotros los médicos, es muy valioso mapear el metabolismo del corazón. En el futuro, esto podría permitirnos mejorar los diagnósticos y pronósticos de enfermedades cardíacas y, por lo tanto, adaptar el tratamiento más de cerca al individuo”, dijo el profesor Robert Manka, director de resonancia magnética cardíaca en el Centro del Corazón del Hospital Universitario de Zúrich. “El metabolismo probablemente juega un papel en esto, pero aún no lo sabemos. En el futuro, podremos ver lo que realmente sucede en el músculo cardíaco y sus células”.

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ETH Zúrich
Universidad de Zúrich