El uso de un de varios compartimentos dinámico sola enzima fantasma de Estudios de hiperpolarizados Agentes de Resonancia Magnética

El objetivo general de este procedimiento es medir la conversión de piruvato hiperpolarizado en lactato mediante imágenes de resonancia magnética o resonancia magnética en un entorno fantasma controlado. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo de la resonancia magnética hiperpolarizada, como la capacidad de un sistema para detectar la conversión química del piruvato por resonancia magnética. La principal ventaja de esta técnica es que la conversión química del piruvato procede de manera similar al metabolismo in vivo, pero es más controlable y repetible que en los sistemas vivos.

Las implicaciones de esta técnica se extienden hacia el diagnóstico del cáncer porque la conversión elevada de piruvato en lactato, común en la mayoría de los cánceres, es simulada por el entorno fantasma. Aunque este método puede proporcionar información sobre el cáncer, también se puede aplicar a otras imágenes metabólicas, como el metabolismo cardíaco. Por lo general, las personas nuevas en este método pueden tener dificultades porque las limitaciones de tiempo inherentes a los medios hiperpolarizados son cortas.

La demostración visual de este método es fundamental, ya que los pasos de disolución y expulsión son difíciles de aprender porque deben suceder rápidamente y deben realizarse con precisión. En un vaso de muestra para una pipeta de polarización nuclear dinámica o del sistema DNP, 0,3 microlitros de la solución de gadoteridol y 13 miligramos de la solución de ácido pirúvico. Revuelva brevemente esta mezcla en el vaso de muestra con una punta de pipeta.

Comience el proceso de inserción de muestras haciendo clic en el botón insertar muestra en la consola del sistema DNP. En el asistente de muestras, seleccione muestra normal y haga clic en Siguiente. Manteniendo el recipiente de muestra vertical, coloque suavemente la varilla de inserción sobre la parte superior del recipiente de muestra.

Cuando se le solicite, abra el sistema DNP e inserte la copa en el inserto de temperatura variable usando la varilla de inserción. Tire del émbolo en el extremo de la varilla de inserción de muestras para liberar la muestra en el inserto de temperatura variable. Retire la varilla de inserción de muestra del sistema y haga clic en el botón siguiente en la consola del sistema DNP.

A continuación, inicie la polarización haciendo clic en el botón polarizar muestra en la consola del sistema DNP. En el software RINMR, escriba HYPERSENSENMR para el software de monitoreo de polarización. Establezca la configuración de compilación en uno y presione enter.

A continuación, haga clic en Construcción sólida. Después de configurar la ubicación y el nombre del archivo guardado, seleccione el perfil para carbon 13 en la pestaña desplegable de la consola del sistema DNP. Haga clic en Siguiente.

Marque la casilla para habilitar el muestreo durante la acumulación. Establezca el tiempo de muestreo en 300 segundos y haga clic en finalizar. Por último, mida 3,85 gramos del medio de disolución, ya sea por volumen con una jeringa de cinco mililitros o por peso con una báscula.

Coloque el maniquí en el centro del imán con fácil acceso a las líneas de inyección. Asegúrese de que haya algún recipiente para atrapar el líquido que se ventilará hacia la línea de escape. Prepare la mezcla de enzimas de alta actividad mezclando 240 microlitros de solución de NADH, 125 microlitros de solución de LDH y 335 microlitros de tampón.

Mantenga la solución en una jeringa de tres mililitros que se pueda conectar a la línea de inyección. A continuación, prepare la mezcla de enzimas de baja actividad mezclando 240 microlitros de solución de NADH, 75 microlitros de solución de LDH y 385 microlitros de tampón. Mantenga esta mezcla en una jeringa separada de tres mililitros que se pueda conectar a la línea de inyección.

Para realizar el posicionamiento inicial, cargue un nuevo escaneo del localizador. Agite la bobina de protones seleccionando Acq/Reco. Visualice y abra la plataforma de ajuste.

En el panel de ajuste, seleccione Ajuste de bamboleo y haga clic en ppen. Establezca el ancho de barrido en diez megahercios y haga clic en configurar. Después de un momento, el ajuste y la coincidencia de las bobinas de protones deberían aparecer en la ventana de adquisición.

Bambolea la bobina de carbono cambiando el elemento de la bobina a 13C o elemento dos y ajustando el ancho de barrido a cinco megahercios. Después de un momento, la afinación y coincidencia de las bobinas de carbono debería aparecer en la ventana de adquisición y, si se afina correctamente, presione detener. Para volver al control de escaneo, presione aplicar, luego atrás y finalmente presione continuar para comenzar el escaneo.

Es fundamental que el escaneo en este paso esté completamente configurado antes de comenzar la disolución. Una vez que ha comenzado la disolución, no debe detenerse y habrá poco tiempo para ajustar los parámetros de la secuencia antes de que se administre el piruvato hiperpolarizado. Cargue un nuevo escaneo de imágenes espectroscópicas planas de eco de radio.

Ajuste el grosor de la rebanada a 30 milímetros para cubrir toda la cámara de reacción. Establezca el modo de operación en carbono 13 seleccionando la pestaña del sistema y cambiando el modo de operación a 13C transmisión recepción. Una vez que el piruvato ha alcanzado una polarización superior al 90%, las soluciones y el maniquí están listos y se configura el escaneo.

Haga clic en el botón ejecutar disolución en la consola del sistema DNP. Cuando se le solicite, mueva la varilla de disolución a su posición de funcionamiento e inyecte el medio de disolución. Cierre el sistema DNP y haga clic en el botón Finalizar en la consola del sistema DNP.

Es importante que la inyección de piruvato y enzima se realice sin problemas. Esto asegurará que la mezcla de enzimas se mezcle correctamente y se entregue a la cámara fantasma antes de que se haya completado la conversión química. Cuando el sistema DNP suministra el aspirato de piruvato hiperpolarizado, 500 microlitros de la solución de piruvato en cada una de las jeringas de solución de alta y baja concentración enzimática.

Inyecte lentamente cada jeringa en una línea de inyección. La exploración puede iniciarse antes de la inyección o inmediatamente después de la inyección, dependiendo del protocolo de exploración utilizado. Una vez completada la disolución, vuelva a colocar la barra de disolución en la posición de reposo cuando se le solicite y, a continuación, haga clic en finalizar.

A continuación se muestran los resultados representativos de una secuencia de imágenes espectrales planas de eco radioeléctrico. La imagen de piruvato muestra la fuerte señal de piruvato en ambas cámaras. La imagen de lactato muestra una señal de lactato más débil, pero aún está localizada en las cámaras.

La relación de señal de lactato hiperpolarizado y piruvato se puede utilizar para estimar la actividad enzimática en cada cámara. Las proporciones de señal en cada cámara coinciden con la actividad enzimática presente. Una vez dominada, esta técnica se puede realizar en una hora.

Al intentar este procedimiento, es importante recordar tener lista la mezcla fantasma y la secuencia de imágenes antes de comenzar el proceso de disolución. Siguiendo este procedimiento, se pueden utilizar otros agentes hiperpolarizados y enzimas para responder a preguntas adicionales, como qué tan bien una secuencia puede obtener imágenes de otras reacciones químicas. Esta técnica allana el camino para que los investigadores en el campo de la resonancia magnética hiperpolarizada exploren el rendimiento de la secuencia utilizando maniquíes reproducibles.

Después de ver este video, debe tener una buena comprensión de cómo preparar una mezcla de enzimas para facilitar la conversión de piruvato hiperpolarizado en lactato y polarizar el piruvato enriquecido con carbono 13 para la obtención de imágenes. No olvide que trabajar con campos magnéticos fuertes puede ser extremadamente peligroso y siempre se deben tomar precauciones como el acceso controlado a la sala de escaneo.