מחקר חדש הדגים חילוף החומרים במוח באמצעות MRI בשיטת CEST MRI - בדיקות ואפליקציות

 

דימות המדגים את שיטת CEST ב-MRI- התמונה מאתר מכון ויצמן

סריקת ה-MRI הינה סריקה אשר פועלת על אטומי המימן בגופנו. לאחר עירורם בעזרת פולסי רדיו, בעת חזרתם למצב שיווי המשקל, הם פולטים את סיגנל התהודה המגנטית, וזה נקלט בסלילים הקולטים. מימן מצוי בשפע במים ולכן מים ניתנים להדגמה בקלות, אך מסתבר שאפשר להדגים בעקיפין ב-MRI גם חומרים אחרים, אשר מקיימים יחסי גומלין עם מולקולות המים הסובבות אותם (שיטת CEST- ראו בהמשך). מחקר חדש, אשר נעשה במכון ויצמן בראשותו של פרופ’ לוסיו פרידמן וטנג’י ראסל בשיתוף של שני חוקרים אמריקאים מהמעבדה הלאומית לשדות מגנטיים חזקים בפלורידה, הדגים בהצלחה חומרים כאלו בסורק בעל עוצמה מגנטית גבוהה מאוד.

החוקרים השתמשו לשם כך בשיטה הקרויה CEST -chemical exchange saturation transfer, המסתמכת על מעקב אחר אטומי מימן רופפים, המסוגלים לשבור את קשריהם עם המולקולה המקורית שלהם וליצור קשרים עם מולקולות המים שסביבם. חילופים שכאלה מתרחשים בגופנו כאלפי פעמים כל שנייה. מכיוון שגופנו מכיל הרבה יותר מים מאשר מטבוליטים, מעקב אחר הקשרים החדשים שנוצרים כתוצאה מחילופים אלה עשוי לייצר “חתימות” תהודה מגנטית חזקות בהרבה מאשר בבדיקת MRI רגילה, ובכך להעיד על קיומם של מטבוליטים בריכוז נמוך.

בעבר, כשניסו מדענים להשתמש ב-CEST במערכות MRI בעוצמה 3 טסלה, כאלו המקובלות בבתי חולים ובמרפאות, התגלה שיעילות השיטה מוגבלת ולכן על מנת להגדיל את רגישות ה-MRI, ולאפשר גילוי ריכוזים נמוכים של מטבוליטים, בדקו המדענים במחקר זה את השיטה על מגנט ה-MRI החזק בעולם – בעוצמה של 21 טסלה (הסורק בפלורידה, אשר מיועד למחקר בבעלי חיים בלבד). הם גילו שכל התחזקות בעוצמת השדה המגנטי תורגמה להתחזקות בריבוע של “חתימות” ה- CEST (משמע שהכפלת השדה הגבירה את החתימות פי ארבעה). הגברת רגישות בצורה כזו מאפשרת לחשוף שינויים מטבוליים במוח ואז לאפשר גילוי מוקדם של גידולים עוד לפני שהתחילו להרוס את הרקמה לגמרי. למשל גליובלסטומה, גידול מוחי אגרסיבי מאוד, אינו הורס בהתחלה את הרקמה, אלא גורם לה להיות מימית מהרגיל. קשה לאתר שינוי כזה בבדיקת MRI רגילה, אך CEST  מסוגל לזהות זאת בבירור.

במחקרי המשך, מתכננים המדענים לנסות את CEST על שני סורקים חדשים שהותקנו במכון ויצמן- סורק MRI בעוצמה 7 טסלה המאושר לשימוש בבני-אדם, וסורק MRI בעוצמה של 15.2 טסלה שנועד לחקר בעלי חיים. זאת במטרה לחקור סוגי סרטן נוספים, ולאפשר בעתיד גילוי מוקדם של סרטן בשלבים שבהם אינו ניתן לגילוי ב-MRI רגיל. CEST עשויה לשמש גם לגילוי ולאבחון של מחלות נוספות, בהן מחלות ניווניות של מערכת העצבים.

 

קישור לתקציר המאמר

הידיעה על המחקר- אתר מכון ויצמן

 

 

הוסף תגובה