Hochauflösende Phosphokreatin- und Kreatin-Kartierung von menschlichem Muskel und Gehirn

In dieser Studie wollen wir einen nicht-invasiven Ansatz zur Quantifizierung und Darstellung des Energiestoffwechsels ohne Kontrastmittel auf weit verbreiteten klinischen MRT-Scannern entwickeln und validieren. Kurz gesagt ermöglicht diese Technik eine spezifische und selektive Bildgebung des Energiemetaboliten Phosphokreatin (PCr), in vivo und nicht-invasiv. PCr ist eines der vorherrschenden hochenergetischen Phosphate, die in Gehirn und Muskeln vorhanden sind, und eines, das durch häufige Krankheiten verändert wird. Obwohl der Energiestoffwechsel und PCr eine wichtige Rolle bei der zellulären Homöostase spielen, gibt es derzeit keine diagnostischen Routinetests, um die Verteilung von PCr mit klinisch akzeptabler räumlicher Auflösung und/oder Scanzeit nichtinvasiv zu quantifizieren oder abzubilden. Hier zeigen wir, dass die austauschbaren Guanidinium-Protonen von millimolarer Konzentration PCr ausgenutzt werden können, um sie über das Wassersignal in der MRT mit stark erhöhter Empfindlichkeit (molares Signal) unter Verwendung von Chemical Exchange Saturation Transfer (CEST) MRI nachzuweisen, und ihre Konzentration kann mit quantifiziert werden ein künstliches neuronales Netz (KNN). Diese neue Technik mit dem Namen ANNCEST ermöglichte es uns, innerhalb von 1,5 Minuten auf einem klinischen 3T-MRT-Scanner, der nur mit dem Standard-MRT-Setup ausgestattet war, eine hochauflösende PCr-Karte des menschlichen Skelettmuskels zu erhalten. Um dies in eine größere Perspektive zu rücken, ist der Energiestoffwechsel entscheidend für die Lebensfähigkeit von Zellen und wird durch viele häufig erworbene und erbliche Krankheiten verändert. ANNCEST ist wohl das erste Unternehmen, das allgemein verfügbare MRT-Scanner verwendet, um den Gewebeenergiestoffwechsel von PCr nichtinvasiv abzubilden, und hätte somit eine breite Leserschaft von Wissenschaftlern und Klinikern angesprochen, die sich für Neurologie, Muskeldystrophien und Myopathien sowie Kardiologie interessieren, um nur einige zu nennen .