Avaliação de pulmões explantados por ressonância magnética e ensaios biológicos (Xe MRI in ILD)

Permanece uma necessidade urgente de melhor fenótipo das doenças pulmonares intersticiais, prever trajetórias, monitorar a progressão e medir a resposta ao tratamento. Como a patologia da DPI é espacial e temporariamente heterogênea, o problema exige uma avaliação pulmonar tridimensional (3D). Para este fim, os padrões de imagem tomográfica são críticos no diagnóstico de FPI, mas tais imagens estruturais são insensíveis à mudança do estado funcional. Assim, desenvolvemos a ressonância magnética hiperpolarizada (HP) 129Xe, cujas propriedades únicas permitem uma avaliação funcional 3D rápida e não invasiva da distribuição de gases inalados nos espaços aéreos, bem como sua captação no interstício pulmonar (tecidos de barreira) e trans. -fere aos glóbulos vermelhos capilares pulmonares (RBCs). Esta forma de sondar as trocas gasosas regionais confere sensibilidade ao espessamento da barreira intersticial em escala micrométrica e à diminuição local da transferência de hemácias. Usamos a ressonância magnética 129Xe para prever resultados como morte ou necessidade de transplante e fornecemos evidências preliminares mostrando que a captação da barreira é um marcador sensível e precoce da resposta terapêutica. Estes avanços levaram a exigências de uma divulgação mais ampla, o que impulsiona uma necessidade urgente de harmonizar protocolos de aquisição e métodos de quantificação.

Este trabalho será conduzido por 4 centros colaboradores - Duke University, University of Cin-cinnati, Cincinnati Children's Hospital Medical Center e University of Wisconsin. O Cincin-nati Children's operará sob seu próprio protocolo IRB e IND, mas cada um compartilhará dados e técnicas de imagem para estabelecer melhores práticas. Os objetivos específicos do trabalho são:

Objetivo 1 - Maximizar e medir a repetibilidade das métricas 129Xe MRI/MRS em plataformas de MRI. Melhoraremos a repetibilidade publicada de ±15-20% harmonizando os protocolos de ressonância magnética/ressonância magnética por meio de treinamento aprimorado, administração otimizada da dose e adaptação do volume da dose inalada para cada paciente. Usando essas abordagens, cada centro demonstrará coeficientes de repetibilidade de ±6% ou melhores em pacientes com DPI.

Objetivo 2 - Estabelecer uma análise quantitativa harmonizada de trocas gasosas MRI/MRS. Implementaremos um pacote de reconstrução e análise que permitirá aos usuários de qualquer uma das três principais plataformas de fornecedores de ressonância magnética obter análises quantitativas robustas e em tempo real de imagens e espectros. Demonstraremos que as coortes de referência saudáveis ​​são equivalentes a ±10% em 4 centros e usaremos isso para construir as distribuições de referência saudáveis ​​definitivas em vários locais.

Objetivo 3 - Implantar uma estrutura clínica para identificar fibrose ativa e envelhecimento normal. Para posicionar a tecnologia para implantação e interpretação clínica, desenvolveremos um modelo fisiológico incorporando métricas de ventilação, barreira e RBC para explicar os fatores subjacentes responsáveis ​​pela capacidade de difusão (DLCO) e coeficiente de transferência (KCO) de um determinado paciente. Esta estrutura será implementada para leitores que irão diferenciar a DPI do envelhecimento normal.

Os resultados esperados são 1) implantar protocolos de aquisição e análise robustos e padronizados em centros e plataformas de scanner, 2) estabelecer os métodos e padrões para maximizar a repetibilidade de cada métrica de imagem de troca gasosa e 3) fornecer as ferramentas e a estrutura necessário usar ressonância magnética 129Xe para caracterizar a doença e avaliar a eficácia terapêutica. Coletivamente, este programa permitirá ensaios rápidos e inovadores que acelerarão o progresso no estudo e tratamento da doença pulmonar fibrótica. Embora este estudo de desenvolvimento técnico esteja focado em indivíduos saudáveis ​​e com DPI, a implantação desses métodos não invasivos de ressonância magnética deve beneficiar o estudo da doença pulmonar intersticial de forma mais ampla, bem como outras condições de comprometimento das trocas gasosas, como doenças pulmonares. doença vascular, DPOC e COVID-19.