Mappatura ad alta risoluzione di fosfocreatina e creatina di muscoli e cervello umani

In questo studio, miriamo a sviluppare e convalidare un approccio non invasivo per la quantificazione e l'imaging del metabolismo energetico, senza agenti di contrasto, su scanner MRI clinici ampiamente disponibili. In breve, questa tecnica consente l'imaging specifico e selettivo del metabolita energetico fosfocreatina (PCr), in vivo e non invasivo. La PCr è uno dei fosfati ad alta energia predominanti presenti nel cervello e nei muscoli e viene alterato dalle malattie comuni. Sebbene il metabolismo energetico e la PCr svolgano un ruolo fondamentale nell'omeostasi cellulare, attualmente non esistono test diagnostici di routine per quantificare o mappare in modo non invasivo la distribuzione della PCr con risoluzione spaziale e/o tempo di scansione clinicamente accettabili. Qui, dimostriamo che i protoni di guanidinio scambiabili di PCr a concentrazione millimolare possono essere sfruttati per rilevarlo tramite il segnale dell'acqua nella risonanza magnetica con una sensibilità notevolmente migliorata (segnale molare) utilizzando la risonanza magnetica a trasferimento di saturazione a scambio chimico (CEST) e la sua concentrazione può essere quantificata utilizzando una rete neurale artificiale (ANN). Questa nuova tecnica, soprannominata ANNCEST, ci ha permesso di ottenere una mappa PCr ad alta risoluzione sul muscolo scheletrico umano entro 1,5 minuti, su uno scanner MRI clinico 3T dotato solo della configurazione MRI standard. Per dirla in una prospettiva più ampia, il metabolismo energetico è fondamentale per la vitalità cellulare ed è alterato da molte comuni malattie acquisite ed ereditarie. ANNCEST è senza dubbio il primo ad utilizzare scanner MRI ampiamente disponibili per visualizzare in modo non invasivo il metabolismo energetico tissutale della PCr, e quindi farebbe appello a un vasto pubblico di scienziati e clinici interessati alla neurologia, alle distrofie muscolari e alle miopatie, nonché alla cardiologia, solo per citarne alcuni .