hiperpolarizado 13 C metabólico espectroscopía de resonancia magnética e Imagen

Resumen

La polarización nuclear dinámica con la posterior disolución de la muestra ha permitido estudios en tiempo real del metabolismo en sistemas biológicos. Se utilizó piruvato hiperpolarizado [^1-13C] para estudiar la actividad de la lactato deshidrogenasa en una línea celular de carcinoma de próstata in vitro.

Resumen

En las últimas décadas, los nuevos métodos para la estadificación del tumor, nueva puesta en escena, la supervisión la respuesta al tratamiento, y la detección de la recurrencia de una variedad de cánceres han surgido en relación con la tomografía por emisión de positrones estado de la técnica con ¹⁸ F-FDG ^([18F ] FDG PET). ¹³ C resonancia magnética espectroscópica ⁽¹³ CMRSI) es un método de formación de imágenes mínimamente invasiva que permite la supervisión del metabolismo in vivo y en tiempo real. Al igual que con cualquier otro método basado en ¹³ C de resonancia magnética nuclear (RMN), se enfrenta al reto de baja polarización térmica y una posterior baja relación señal-ruido debido a la relativamente baja relación giromagnética de ¹³ C y su baja abundancia natural en muestras biológicas. Al superar estas limitaciones, la polarización nuclear dinámica (DNP) con la posterior disolución de la muestra ha permitido recientemente utilizada sistemas de imagen de resonancia magnética (MRI) de RMN y para medir, El estudio y la imagen vías metabólicas clave en diversos sistemas biológicos. Una molécula particularmente interesante y prometedora utilizado en ¹³ CMRSI es [1- ¹³ C] piruvato, que, en los últimos diez años, ha sido ampliamente utilizado para in vitro, preclínica, y, más recientemente, los estudios clínicos para investigar el metabolismo de la energía celular en el cáncer y otras enfermedades. En este artículo, se describe la técnica de disolución DNP usando un preclínica hiperpolarizadora DNP 3,35 T y demostrar su uso en estudios in vitro. Un protocolo similar para la hiperpolarización se puede aplicar en su mayor parte en estudios in vivo también. Para ello, se utilizó lactato deshidrogenasa (LDH) y la reacción catalizada metabólica de [1- ¹³ C] piruvato a lactato [1- ¹³ C] en una línea celular de carcinoma de próstata, PC3, in vitro utilizando ¹³ CMRSI.

Introducción

Actualmente, el método clínico más ampliamente utilizado para la estadificación del tumor, nueva puesta en escena, la supervisión la respuesta al tratamiento, y la detección de la recurrencia de una amplia variedad de cánceres es ^[18F] FDG PET. ¹ Sin embargo, recientemente, han surgido varios nuevos enfoques y alternativas. Uno de esos métodos es ¹³ CMRSI. Esta técnica consiste en la introducción de la molécula de ^C-13 en una muestra biológica, seguido de MRI mínimamente invasivo para evaluar el metabolismo in vitro o in vivo en tiempo real. Sin embargo, el mayor reto de ¹³ CMRSI, en comparación....

Protocolo

1. Ejemplo de Preparación de la Solución

1. Añadir gadoterato meglumina (GADM, 0.5 mol / L) a ácido concentrado [1- ¹³ C] pirúvico para dar una concentración final de 1-mmol / L GADM. Añadir tritilo tris radical (8-carboxi-2,2,6,6-tetra- (hidroxietil) -benzo- [1,2-4,5] bis- (1,3) -dithiole-4-il) - sal de sodio y metilo (OX063) a esta mezcla para dar una concentración final de 15 mmol / L. Vortex hasta disolución completa.
   NOTA: Esta preparación solución madre está diseñado para su uso con un hiperpolarizador preclínica DNP 3.35-T. Cuando se utiliza un hiperpolarizador clínica 7-T, la meglumina gadoterato no es necesario porque, en un campo mag....

Resultados

Los resultados del "barrido de microondas" se ilustran en la Figura 3. Se muestra que la frecuencia de microondas óptima para el [1- ¹³ C] muestra piruvato es en 94,156 GHz para el local de hiperpolarizador 3,35-T. Todos siguiente experimento hiperpolarización (n = 14) se realizaron con esta frecuencia de microondas con una potencia de 100 mW. La irradiación de microondas se aplicó durante 60 a 80 min, lo que lleva a una hiperpolarización de estado sólido mayor que 90%. Los resultados se pres.......

Discusión

¹³ CMRSI con sondas hiperpolarizados es un método prometedor para controlar el metabolismo en tiempo real in vitro e in vivo. Un aspecto muy importante cuando se emplea este proceso experimental es la estandarización adecuada, especialmente en relación con los experimentos in vitro. En primer lugar, la preparación de la muestra que hay que hacer correctamente y consistentemente para lograr la misma concentración de material hiperpolarizado en cada experimento. Esto requiere.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
HyperSense DNP Polariser	Oxford Instruments		3.35 T preclínico Hiperpolarizador DNP
GE/Agilent MR901	GE Healthcare/Agilent Technologies		Escáner de resonancia magnética preclínica 7 T, con diámetro pequeño diseñado para experimentos con roedores
Spinsolve Carbon	Magritek		1 T con imán permanente
Óxido de deuterio	Sigma Aldrich	7789-20-0
Fosfato de sodio dibásico	Sigma Aldrich	7558-79-4
Fosfato de sodio monbasic	Sigma Aldrich	7558-80-7
Hidróxido de sodio	Sigma Aldrich	1310-73-2
Edetato disódico	Sigma Aldrich	6381-92-6
Ácido pirúvico - 13C1	Cambridge Isotopes Laboratories	CLM-8077-1
Dotarem (0,5 mmol/L)	de Guerbet		meglumina
Tris (8-carboxi-2,2,6,6-tetra-(hidroxietil)-benzo-[1,2– 4,5]-bis-(1,3)-ditiol-4-il)-metil sodio sal (OX063)	GE Healthcare radical		de tritilo utilizado como fuente de electrón libre
PC3 línea celular	ATCC	CRL1435
medio F-12K	ATCC	30-2004
Suero fetal bovino	ATCC	SCRR-30-2020
Solución de tripsina-EDTA, 1x	ATCC	30-2101
Vaso de plástico de muestra	Oxford Instruments
Trypan blue	Bio-Rad	145-0013-MSDS

Espectrómetro de RMNGadoterato