Obtención de imágenes del metabolismo de la lesión cerebral traumática utilizando piruvato de carbono-13 hiperpolarizado (HPTBI)

Objetivo 1:

Los investigadores cuantificarán los cambios en el [1-13C]lactato y el marcaje de H13CO3- después de una inyección en bolo de [1-13C]piruvato hiperpolarizado durante la ventana de tiempo de la lesión secundaria para evaluar la glucólisis regulada al alza. Debido a la presencia heterogénea y la gravedad del daño por TBI, puede ser difícil definir la región cerebral lesionada. Por lo tanto, los mapas de proporción de metabolitos ([producto]/[piruvato]) de pacientes con TBI (n = 5) se compararán con los de controles sanos (n = 3).

[2-13C]piruvato hiperpolarizado se examinará en un grupo separado de cohortes TBI (n = 5) y controles sanos (n = 3), y [5-13C]glutamato, [1-13C]acetil-carnitina, [1 -13C]acetoacetato y [1-13C]citrato de [2-13C]piruvato se cuantificarán para evaluar el metabolismo mitocondrial alterado. El procedimiento de obtención de imágenes con [2-13C]piruvato es el mismo que con [1-13C]piruvato hiperpolarizado.

Para los estudios de [1-13C]piruvato y [2-13C]piruvato, se tomarán imágenes de cada sujeto dos veces con un intervalo de 45 minutos para confirmar la reproducibilidad de los métodos y/o promediar para mejorar las relaciones señal-ruido de 13C- mapas de metabolitos.

Objetivo 2:

Después de completar el estudio de factibilidad (objetivo 1), se realizará un estudio de comparación entre sujetos de [1-13C]piruvato y [2-13C]piruvato. De manera similar al objetivo1, se reclutarán pacientes con trastornos neurológicos posteriores a una LCT que tengan resultados de TC normales o casi normales (n = 6 pacientes), así como cerebros normales de voluntarios sanos de la misma edad/género (n = 3). Se tomarán dos imágenes de cada paciente (una con [1-13C]piruvato y otra con [2-13C]piruvato con un intervalo de 45 minutos). La actividad de PDH y el ciclo de TCA se evaluarán a partir de H13CO3- medido de [1-13C]piruvato hiperpolarizado y [5-13C]glutamato de [2-13C]piruvato, respectivamente. La comparación de [1-13C]piruvato y [2-13C]piruvato identificará la información detallada de cómo se utiliza el piruvato (y la acetil-CoA convertida) en las mitocondrias, y evaluará la utilidad y necesidad de imágenes hiperpolarizadas [2-13C] ]piruvato en TBI, proporcionando datos críticos para futuras solicitudes de subvenciones y ensayos clínicos más grandes.