بهبود تصویربرداری مولکولی هدفدار MRI در مغز؛ مقایسه‌ی تجربی بین توالی‌ها و ذرات مختلف

ام آر آی مولکولی یک شاخه‌ی در حال پیشرفت و دارای پتانسیل زیاد در کاربردهای بالینی است. انتخاب توالی مناسب، قدرت میدان و نوع ماده‌ی کنتراست زا، به طور عمده به کاربری بستگی دارد. اهداف اولیه‌ی مطالعه‌ی پیش رو عبارتند از :

1. ارزیابی حساسیت توالی‌های مختلف MRI برای شناسایی ذرات اکسید آهن در مغز موش
2. ارزیابی اثر قدرت میدان مغناطیسی در شناسایی ذرات اکسید آهن در حالت in vivo
3. مقایسه‌ی حساسیت میکروذرات هدفدار اکسید آهن MPIO و یا اکسید آهن فوق مغناطیسی بسیار ریز USPIO برای شناسایی مولکول چسبندگی سلولی عروقی 1 ( VCAM-1) به صورت in vivo

در این مطالعه، اینترلوکین 1β به استریاتوم موش‌ها تزریق شد تا بیان VCAM-1 را در عروق مغزی القا کند. متعاقبا به حیوانات VCAM-MPIO و یا VCAM-USPIO به صورت درون وریدی تزریق شد و به ترتیب 1 یا 13 ساعت پس از تزریق از آن‌ها تصویر گرفته شد. MRI با شدت میدان 4.7، 7.0 و یا 9.4 تسلا، با استفاده از 2 توالی وزن T2 انجام شد: گرادیان اکوی تک GE3D، گرادیان اکوی چندگانه MGE3D و حالت پایدار متعادل پیش فرض bSSFP3D.

MGE3D بالاترین نرخ سیگنال به نویز و کنتراست به نویز را در 4.7 تسلا تا 7.0 تسلا ایجاد کرد اما در 9.4 پیشرفتی مشاهده نشد. با این حال، اگرچه MPIO اجازه‌ی شناسایی حساسیتی بیان VCAM-1 در عروق مغزی را می‌ داد، اما نیمه عمر طولانی (16.5 ساعت در مقابل 1.2 دقیقه) و زمان استراحت پایین‌تر برای هر ذره (1.29×10-14 در مقابل1.8×10-9 Hz L/particle) برای USPIO در مقابل MPIO ، نشان می‌‌داد این ذرات برای تصویربرداری MRI مولکولی مناسب نیستند.

این یافته‌ها مزایای واضح MPIO نسبت به USPIO را برای MRI مولکولی هدفدار نشان می‌دهد، و ثابت می‌‌کند که توالی MGE3D برای شناسایی MPIO مناسب‌تر است. علاوه بر این‌ها، قدرت میدان بالاتر (7.0 و یا 9.4 تسلا) حساسیت بیشتری نسبت به قدرت میدان کمتر (4.7 تسلا) از خود نشان داد. با توسعه‌ی MPIO تجزیه شونده در محیط زنده، این عامل کنتراست زا نشان داده که توانایی انتقال به تحقیقات بالینی را دارد.