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agente de contraste para resonancia magnética

Los agentes de contraste para resonancia magnética son agentes de contraste que se utilizan para mejorar la visibilidad de las estructuras internas del cuerpo en imágenes por resonancia magnética (MRI). [1] Los compuestos más utilizados para mejorar el contraste son los agentes de contraste a base de gadolinio (GBCA). Dichos agentes de contraste para MRI acortan los tiempos de relajación de los núcleos dentro de los tejidos corporales después de la administración oral o intravenosa .

Teoría de operación

En los escáneres de resonancia magnética, secciones del cuerpo están expuestas a un fuerte campo magnético, lo que provoca principalmente que los núcleos de hidrógeno ("giros") del agua en los tejidos se polaricen en la dirección del campo magnético. Se aplica un intenso pulso de radiofrecuencia que inclina la magnetización generada por los núcleos de hidrógeno en la dirección de la bobina receptora, donde se puede detectar la polarización del espín. Las oscilaciones rotacionales moleculares aleatorias que coinciden con la frecuencia de resonancia de los espines nucleares proporcionan los mecanismos de "relajación" que devuelven la magnetización neta a su posición de equilibrio en alineación con el campo magnético aplicado. La magnitud de la polarización del espín detectada por el receptor se utiliza para formar la imagen de RM, pero decae con una constante de tiempo característica conocida como tiempo de relajación T1 . Los protones del agua en diferentes tejidos tienen diferentes valores de T1, que es una de las principales fuentes de contraste en las imágenes de resonancia magnética. Un agente de contraste normalmente acorta, pero en algunos casos aumenta, el valor de T1 de los protones del agua cercanos, alterando así el contraste de la imagen.

La mayoría de los agentes de contraste para resonancia magnética utilizados clínicamente funcionan acortando el tiempo de relajación T1 de los protones dentro de los tejidos mediante interacciones con el agente de contraste cercano. El movimiento impulsado térmicamente de los iones metálicos fuertemente paramagnéticos en el agente de contraste genera campos magnéticos oscilantes que proporcionan los mecanismos de relajación que mejoran la tasa de decadencia de la polarización inducida. El muestreo sistemático de esta polarización en la región espacial del tejido examinado constituye la base para la construcción de la imagen.

Los agentes de contraste para resonancia magnética se pueden administrar mediante inyección en el torrente sanguíneo o por vía oral, según el tema de interés. La administración oral es muy adecuada para las exploraciones del tracto gastrointestinal , mientras que la administración intravascular resulta más útil para la mayoría de las demás exploraciones.

Los agentes de contraste para resonancia magnética se pueden clasificar [2] por su:

Gadolinio(III)

Efecto del agente de contraste en las imágenes: defecto de la barrera hematoencefálica después de un accidente cerebrovascular mostrado en resonancia magnética. Imágenes ponderadas en T 1 , imagen izquierda sin, imagen derecha con administración de medio de contraste

Los agentes de contraste para resonancia magnética que contienen gadolinio (III) (a menudo denominados simplemente "gado" o "gad") son los más comúnmente utilizados para mejorar los vasos en la angiografía por resonancia magnética o para mejorar los tumores cerebrales asociados con la degradación de la barrera hematoencefálica (BHE). . [3] [4] Se han administrado más de 450 millones de dosis en todo el mundo entre 1988 y 2017. [5] Para vasos grandes como la aorta y sus ramas, la dosis puede ser tan baja como 0,1 mmol/kg de masa corporal. A menudo se utilizan concentraciones más altas para una vasculatura más fina. [6] En concentraciones mucho más altas, el gadolinio produce un mayor efecto acortador de T2, lo que hace que el brillo del gadolinio sea menor que el de los tejidos corporales circundantes. [7] Sin embargo, en tal concentración, causará una mayor toxicidad en los tejidos corporales. [8]

Los quelatos de Gd 3+ son hidrófilos y no cruzan fácilmente la barrera hematoencefálica intacta. Por lo tanto, son útiles para mejorar lesiones y tumores donde la barrera hematoencefálica está comprometida y el Gd(III) se escapa. [9] [a] En el resto del cuerpo, el Gd 3+ inicialmente permanece en la circulación pero luego se distribuye en el espacio intersticial o es eliminado por los riñones .

Agentes de contraste a base de gadolinio (GBCA) disponibles ( nombres comerciales , aprobados para uso humano por la EMA [10] [ ¿cuándo? ] y por la FDA en 1988; [11] [12] ( dosis estándar [13] )):

Agentes de fluido extracelular

Agentes de charcos de sangre

Agentes hepatobiliares (hígados)

Seguridad

Como ion acuoso libre solubilizado, el gadolinio (III) es altamente tóxico, pero los compuestos quelados generalmente se consideran lo suficientemente seguros para ser administrados. El Gd 3+ libre tiene una dosis letal media de 0,34 mmol/kg (IV, ratón) [17] o 100–200 mg/kg, pero la DL50 aumenta en un factor de 31 veces [18] cuando el Gd 3+ está quelado. . [19]

El espectro de reacciones adversas a los medicamentos es mayor con los agentes de contraste a base de gadolinio que con los agentes de contraste yodados ( agentes de radiocontraste ). [20]

El uso de quelatos de Gd 3+ en personas con enfermedad renal aguda o crónica puede causar fibrosis sistémica nefrogénica ( NSF ), [21] [22] [23] una enfermedad sistémica rara pero grave que se asemeja al escleromixedema y, hasta cierto punto , a la esclerodermia . Puede ocurrir meses después de la inyección de contraste. [24] Los pacientes con función renal deteriorada tienen mayor riesgo de sufrir FSN , y los pacientes en diálisis tienen mayor riesgo que los pacientes con enfermedad renal crónica . [25] [26] La NSF puede ser causada por agentes de contraste para resonancia magnética que contienen gadolinio lineales y macrocíclicos [27] [28] (se ha descubierto que los compuestos iónicos macrocíclicos son los que tienen menos probabilidades de liberar Gd 3+ ), [29] [21] aunque mucho más frecuentemente por lineal.

Se ha descubierto que el gadolinio permanece en el cerebro, el músculo cardíaco, los riñones, el hígado y otros órganos después de una o más inyecciones de agentes de contraste lineales o macrocíclicos a base de gadolinio, incluso después de un período de tiempo prolongado. [30] [31] La cantidad difiere según la presencia de lesión renal en el momento de la inyección, la geometría molecular del ligando y la dosis administrada. [ cita necesaria ]

Mientras que la NSF es una forma grave de la enfermedad, la enfermedad por depósito de gadolinio (GDD) es una variante leve con dolor (por ejemplo, dolor de cabeza), fatiga y/o depósitos de gadolinio. [32]

Los estudios in vitro han encontrado que los agentes de contraste a base de gadolinio son neurotóxicos , [33] y un estudio encontró que la intensidad de la señal en el núcleo dentado de la resonancia magnética (indicativa de la deposición de gadolinio) se correlaciona con una menor fluidez verbal. [34] La confusión a menudo se informa como un posible síntoma clínico. [33] La FDA ha pedido a los médicos que limiten el uso de agentes de contraste de gadolinio a exámenes en los que se obtiene la información necesaria únicamente mediante su uso. [35] Las inyecciones intratecales de dosis superiores a 1 mmol se asocian con complicaciones neurológicas graves y pueden provocar la muerte. [36] [37] El sistema glifático podría ser el principal acceso de GBCA al cerebro en inyección intravenosa. [38] [39]

La evidencia continua de la retención de gadolinio en el cerebro y otros tejidos después de la exposición a medios de contraste que contienen gadolinio ha llevado a una revisión de seguridad por parte del Comité de Medicamentos de Uso Humano (CHMP), que llevó a la EMA a suspender los medios lineales a base de gadolinio. en el que Gd 3+ tiene una menor afinidad de unión, en 2017. [16]

En Estados Unidos, la investigación ha llevado a la FDA a revisar sus advertencias de clase para todos los medios de contraste a base de gadolinio. Se recomienda que el uso de medios a base de gadolinio se base en una cuidadosa consideración de las características de retención del contraste. Se está teniendo especial cuidado en pacientes que requieren múltiples dosis de por vida, pacientes embarazadas y pediátricos, y pacientes con afecciones inflamatorias. Minimizar los estudios de imágenes GBCA repetidos cuando sea posible, particularmente los estudios de resonancia magnética poco espaciados. Sin embargo, no evite ni posponga las exploraciones por resonancia magnética GBCA necesarias. [40]

En diciembre de 2017, la FDA anunció en un comunicado sobre seguridad de los medicamentos que exige que estas nuevas advertencias se incluyan en todos los GBCA. La FDA también pidió una mayor educación de los pacientes y exigió a los proveedores de contraste de gadolinio que realicen estudios clínicos y en animales adicionales para evaluar la seguridad de estos agentes. [41]

La autoridad sanitaria francesa recomienda utilizar la dosis más baja posible de GBCA y sólo cuando no se pueda obtener información de diagnóstico esencial sin él. [42]

La Organización Mundial de la Salud emitió una restricción sobre el uso de varios agentes de contraste de gadolinio en noviembre de 2009, afirmando que "los agentes de contraste de alto riesgo que contienen gadolinio ( Optimark , Omniscan , Magnevist , Magnegita y Gado-MRT ratiopharm ) están contraindicados en pacientes con enfermedad renal grave". problemas, en pacientes que están programados o han recibido recientemente un trasplante de hígado, y en bebés recién nacidos de hasta cuatro semanas de edad". [43]

En las imágenes por resonancia magnética durante el embarazo , los agentes de contraste de gadolinio en el primer trimestre se asocian con un riesgo ligeramente mayor de diagnóstico infantil de varias formas de reumatismo , trastornos inflamatorios o afecciones cutáneas infiltrativas , según un estudio retrospectivo que incluyó a 397 bebés expuestos prenatalmente a contraste de gadolinio. [44] En el segundo y tercer trimestre, el contraste con gadolinio se asocia con un riesgo ligeramente mayor de muerte fetal o muerte neonatal, según el mismo estudio. [44]

Las reacciones anafilactoides son raras y ocurren en aproximadamente 0,03 a 0,1%. [ cita médica necesaria ]

Óxido de hierro: superparamagnético

Existen dos tipos de agentes de contraste de óxido de hierro : óxido de hierro superparamagnético (SPIO) y óxido de hierro superparamagnético ultrapequeño (USPIO). Estos agentes de contraste consisten en coloides suspendidos de nanopartículas de óxido de hierro y cuando se inyectan durante la obtención de imágenes reducen las señales T 2 de los tejidos absorbentes. Los agentes de contraste SPIO y USPIO se han utilizado con éxito en algunos casos para la evaluación de lesiones hepáticas. [45] [46]

Hierro platino: superparamagnético

Se ha informado que las partículas superparamagnéticas de hierro-platino (SIPP) tenían relajaciones T 2 significativamente mejores en comparación con las nanopartículas de óxido de hierro más comunes . Los SIPP también se encapsularon con fosfolípidos para crear inmunomicelas sigilosas de SIPP multifuncionales que se dirigieron específicamente a las células de cáncer de próstata humano. [55] Estos son, sin embargo, agentes en investigación que aún no se han probado en humanos. En un estudio reciente, se sintetizaron micelas SIPP multifuncionales y se conjugaron con un anticuerpo monoclonal contra el antígeno de membrana específico de la próstata. [55] El complejo se dirigió específicamente a células de cáncer de próstata humano in vitro, y estos resultados sugieren que los SIPP pueden tener un papel en el futuro como agentes de contraste específicos de tumores. [ cita necesaria ]

Manganeso

Los quelatos de manganeso (II) como Mn-DPDP ( Mangafodipir ) mejoran la señal T 1 . [56] El quelato se disocia in vivo en manganeso y DPDP; el manganeso se excreta en la bilis , mientras que el DPDP se elimina mediante filtración renal. [57] El mangafodipir se ha utilizado en ensayos clínicos de neuroimagen en humanos, incluso para enfermedades neurodegenerativas como la esclerosis múltiple . [58] [59] Los iones de manganeso (II) se utilizan a menudo como agente de contraste en estudios con animales, a menudo llamados MEMRI (MRI mejorada con manganeso). [60] Debido a que los iones Mn 2+ pueden ingresar a las células a través de canales de transporte de calcio, se ha utilizado para obtener imágenes cerebrales funcionales. [61]

También se han estudiado quelatos de manganeso (III) con porfirinas y ftalocianinas . [56]

A diferencia de otras nanopartículas basadas en óxido de hierro bien estudiadas, la investigación sobre nanopartículas basadas en Mn se encuentra en una etapa relativamente temprana. [62]

Administracion oral

Una amplia variedad de agentes de contraste orales pueden mejorar las imágenes del tracto gastrointestinal . Incluyen quelatos de gadolinio y manganeso, o sales de hierro para mejorar la señal T 1 . Se han utilizado SPIO, sulfato de bario , aire y arcilla para reducir la señal de T2 . Los productos naturales con alta concentración de manganeso, como el arándano y el té verde, también se pueden utilizar para aumentar el contraste de T 1 . [63]

Perflubron , un tipo de perfluorocarbono , se ha utilizado como agente de contraste de resonancia magnética gastrointestinal para imágenes pediátricas. [64] Este agente de contraste actúa reduciendo la cantidad de iones de hidrógeno en una cavidad corporal, lo que hace que aparezca oscura en las imágenes.

Agentes de contraste para resonancia magnética a base de proteínas

Investigaciones más recientes sugieren la posibilidad de utilizar agentes de contraste a base de proteínas, basados ​​en la capacidad de algunos aminoácidos para unirse al gadolinio. [65] [66] [67] [68]

Ver también

Notas a pie de página

  1. ^ "Se cree que la alteración de las uniones estrechas de la BHE es un evento temprano o iniciador en la formación de nuevas lesiones de EM . La resonancia magnética T1-w en combinación con agentes de contraste a base de gadolinio (GBCA) de bajo peso molecular se usa con mayor frecuencia para caracterizar el compromiso de la BHE en MS Los GBCA de MRI no cruzan fácilmente las membranas celulares, son ávidos marcadores del espacio extracelular y se cree que ingresan al cerebro desde la sangre mediante transporte difusivo entre células endoteliales (es decir, a través de vías intercelulares). no cruzan la BBB en condiciones homeostáticas, hay evidencia sustancial de que sí lo hacen, aunque con constantes de tasa de transferencia de volumen muy pequeñas". — Bagnato, Gauthier, Laule, et al. (2020) [9]

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enlaces externos

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