Mapowanie fosfokreatyny i kreatyny w wysokiej rozdzielczości ludzkich mięśni i mózgu

W tym badaniu naszym celem jest opracowanie i zweryfikowanie nieinwazyjnego podejścia do ilościowego określania i obrazowania metabolizmu energetycznego, bez środków kontrastowych, na powszechnie dostępnych klinicznych skanerach MRI. W skrócie, ta technika umożliwia specyficzne i selektywne obrazowanie metabolitu energetycznego fosfokreatyny (PCr), in vivo i nieinwazyjnie. PCr jest jednym z dominujących wysokoenergetycznych fosforanów obecnych w mózgu i mięśniach, który jest zmieniany przez powszechne choroby. Chociaż metabolizm energetyczny i PCr odgrywają istotną rolę w homeostazie komórkowej, obecnie nie ma rutynowych testów diagnostycznych do nieinwazyjnego ilościowego określania lub mapowania dystrybucji PCr z klinicznie akceptowalną rozdzielczością przestrzenną i / lub czasem skanowania. Tutaj pokazujemy, że wymienne protony guanidyny o stężeniu milimolowym PCr można wykorzystać do wykrycia go za pomocą sygnału wody w MRI ze znacznie zwiększoną czułością (sygnał molowy) przy użyciu MRI z transferem nasycenia wymiany chemicznej (CEST), a jego stężenie można określić ilościowo za pomocą sztuczna sieć neuronowa (SSN). Ta nowa technika, nazwana ANNCEST, pozwoliła nam uzyskać mapę PCr o wysokiej rozdzielczości na ludzkim mięśniu szkieletowym w ciągu 1,5 minuty na klinicznym skanerze MRI 3T wyposażonym tylko w standardową konfigurację MRI. Aby spojrzeć na to z szerszej perspektywy, metabolizm energetyczny ma kluczowe znaczenie dla żywotności komórek i jest zmieniany przez wiele powszechnych chorób nabytych i dziedzicznych. ANNCEST jest prawdopodobnie pierwszym, który wykorzystuje szeroko dostępne skanery MRI do nieinwazyjnego obrazowania metabolizmu energetycznego PCr w tkankach, a tym samym byłby atrakcyjny dla szerokiego grona naukowców i klinicystów zainteresowanych neurologią, dystrofiami mięśniowymi i miopatiami, a także kardiologią, by wymienić tylko kilka .