Evaluación de pulmones explantados mediante resonancia magnética y ensayos biológicos (Xe MRI in ILD)

Sigue existiendo una necesidad urgente de mejorar el fenotipo de las enfermedades pulmonares intersticiales, predecir trayectorias, monitorear la progresión y medir la respuesta al tratamiento. Debido a que la patología de la EPI es espacial y temporalmente heterogénea, el problema exige una evaluación pulmonar tridimensional (3D). Con este fin, los patrones de imágenes por TC son fundamentales en el diagnóstico de FPI, pero dichas imágenes estructurales son insensibles a los cambios en el estado funcional. Por lo tanto, hemos desarrollado resonancia magnética hiperpolarizada (HP) 129Xe, cuyas propiedades únicas permiten una evaluación funcional tridimensional rápida y no invasiva de la distribución del gas inhalado en los espacios aéreos, así como su captación en el intersticio pulmonar (tejidos de barrera) y trans. -Se refieren a los glóbulos rojos de los capilares pulmonares (RBC). Esta forma de sondear el intercambio gaseoso regional confiere sensibilidad al engrosamiento de la barrera intersticial a escala micrométrica y a la disminución local de la transferencia de glóbulos rojos. Hemos utilizado resonancia magnética 129Xe para predecir resultados como la muerte o la necesidad de un trasplante y hemos proporcionado evidencia preliminar que muestra que la captación de la barrera es un marcador sensible y temprano de la respuesta al tratamiento. Estos avances han generado demandas de una difusión más amplia, lo que genera una necesidad urgente de armonizar los protocolos de adquisición y los métodos de cuantificación.

Este trabajo será realizado por cuatro centros colaboradores: la Universidad de Duke, la Universidad de Cin-cinnati, el Centro Médico del Hospital Infantil de Cincinnati y la Universidad de Wisconsin. Cincin-nati Children's operará bajo su propio protocolo IRB e IND, pero cada uno compartirá datos y técnicas de imágenes para establecer las mejores prácticas. Los objetivos específicos del trabajo son:

Objetivo 1: maximizar y medir la repetibilidad de las métricas de MRI/MRS 129Xe en plataformas de MRI. Mejoraremos la repetibilidad publicada de ±15-20% armonizando los protocolos de MRI/MRS mediante una mejor capacitación, una administración de dosis optimizada y adaptando el volumen de dosis inhalada al paciente individual. Utilizando estos enfoques, cada centro demostrará coeficientes de repetibilidad de ±6% o mejores en pacientes con EPI.

Objetivo 2: establecer un análisis cuantitativo armonizado del intercambio de gases MRI/MRS. Implementaremos un paquete de reconstrucción y análisis que permitirá a los usuarios de cualquiera de las tres principales plataformas de proveedores de resonancia magnética obtener análisis cuantitativos sólidos y en tiempo real de imágenes y espectros. Demostraremos que las cohortes de referencia saludables equivalen a ±10% en 4 centros y usaremos esto para construir las distribuciones de referencia saludables definitivas en múltiples sitios.

Objetivo 3: implementar un marco clínico para identificar la fibrosis activa y el envejecimiento normal. Para posicionar la tecnología para la implementación e interpretación clínica, desarrollaremos un modelo fisiológico que incorpora ventilación, barrera y métricas de glóbulos rojos para explicar los factores subyacentes responsables de la capacidad de difusión (DLCO) y el coeficiente de transferencia (KCO) de un paciente determinado. Este marco se implementará para lectores que diferenciarán la EPI del envejecimiento normal.

Los resultados esperados son 1) implementar protocolos de adquisición y análisis sólidos y estandarizados en todos los centros y plataformas de escáner, 2) establecer los métodos y estándares para maximizar la repetibilidad de cada métrica de imágenes de intercambio de gases, y 3) proporcionar las herramientas y el marco. Es necesario utilizar resonancia magnética 129Xe para caracterizar la enfermedad y evaluar la eficacia terapéutica. En conjunto, este programa permitirá ensayos rápidos e innovadores que acelerarán el progreso en el estudio y el tratamiento de la enfermedad pulmonar fibrótica. Si bien este estudio de desarrollo técnico se centra en sujetos sanos y en aquellos con EPI, la implementación de estos métodos de resonancia magnética no invasivos debería beneficiar el estudio de la enfermedad pulmonar intersticial de manera más amplia, así como otras condiciones de deterioro del intercambio de gases, como la enfermedad pulmonar. enfermedad vascular, EPOC y COVID-19.