Korkearesoluutioinen fosfokreatiini- ja kreatiinikartoitus ihmisen lihaksista ja aivoista

Tässä tutkimuksessa pyrimme kehittämään ja validoimaan noninvasiivisen lähestymistavan energian aineenvaihdunnan kvantifiointiin ja kuvaamiseen ilman varjoaineita laajalti saatavilla olevilla kliinisillä MRI-skannereilla. Lyhyesti sanottuna tämä tekniikka mahdollistaa energiametaboliitin fosfokreatiinin (PCr) spesifisen ja selektiivisen kuvantamisen in vivo ja ei-invasiivisesti. PCr on yksi tärkeimmistä aivoissa ja lihaksissa esiintyvistä korkeaenergisista fosfaateista, ja sitä muuttavat yleiset sairaudet. Vaikka energiametabolialla ja PCr:llä on tärkeä rooli solujen homeostaasissa, tällä hetkellä ei ole olemassa rutiininomaisia ​​diagnostisia testejä, joilla ei-invasiivisesti kvantifioidaan tai kartoitetaan PCr:n jakautuminen kliinisesti hyväksyttävällä tilaresoluutiolla ja/tai skannausajalla. Tässä osoitamme, että millimolaarisen pitoisuuden PCr:n vaihdettavia guanidiiniprotoneja voidaan hyödyntää sen havaitsemiseksi vesisignaalin kautta MRI:ssä huomattavasti parannetulla herkkyydellä (molaarinen signaali) käyttämällä Chemical Exchange saturation transfer (CEST) MRI:tä, ja sen pitoisuus voidaan kvantifioida käyttämällä keinotekoinen hermoverkko (ANN). Tämä uusi ANNCEST-niminen tekniikka antoi meille mahdollisuuden saada korkearesoluutioinen PCr-kartta ihmisen luustolihaksesta 1,5 minuutissa kliinisellä 3T-magneettikuvauslaitteella, joka oli varustettu vain tavallisella MRI-asetuksella. Laajemmassa perspektiivissä energia-aineenvaihdunta on kriittinen solujen elinkelpoisuuden kannalta, ja monet yleiset hankitut ja perinnölliset sairaudet muuttavat sitä. ANNCEST on luultavasti ensimmäinen, joka käyttää laajalti saatavilla olevia MRI-skannereita PCr:n kudosenergia-aineenvaihdunnan ei-invasiiviseen kuvaamiseen, ja näin ollen se olisi kiinnostanut laajaa neurologiasta, lihasdystrofioista ja myopatioista sekä kardiologiasta kiinnostuneiden tutkijoiden ja kliinikkojen lukijakuntaa. .