Les techniques d'imagerie moléculaire jouent un rôle de plus en plus important dans le diagnostic médical et le développement de nouvelles méthodes de traitement. Une équipe interdisciplinaire de chercheurs issus des domaines de la chimie, sciences des matériaux, biomédecine, la physique quantique et la toxicologie ont réussi à développer les bases d'un nouveau produit de contraste pour l'IRM dans le cadre du programme d'excellence FET Open EU. Des changements moléculaires dans le corps humain pourraient ainsi devenir détectables par IRM et améliorer et élucider le traitement de maladies telles que le cancer, Alzheimer et maladies cardiaques.

En IRM (imagerie par résonance magnétique), les noyaux d'atomes d'hydrogène dans les tissus sont soumis à un champ magnétique à haute fréquence. De cette façon, ils produisent des signaux faibles dans les bobines réceptrices qui peuvent être transformés en images. "Notre idée de base était d'envoyer des molécules avec des noyaux quadripolaires dans le tissu et par l'interaction entre les noyaux d'hydrogène et ces noyaux quadripolaires pour modifier le signal RMN classique, " explique Hermann Scharfetter, professeur à l'Institut d'ingénierie médicale de la TU Graz et chef du groupe de travail international. À proprement parler, les chercheurs ont poursuivi l'objectif de modifier la décroissance du signal au fil du temps - également connu sous le nom d'amélioration de la relaxation quadripolaire (QRE). Scharfetter :« Nous pensions qu'en utilisant ce principe, nous n'utilisions pas seulement la distribution du produit de contraste pour mieux représenter les organes, mais ont également pu prouver les changements moléculaires induits par la sensibilité des QRE sur l'environnement chimique, afin que nous ayons essentiellement la possibilité d'activer ou de désactiver le contraste."

Preuve de l'effet

Après trois années de recherche dans le cadre du projet CONQUER FET Open, Scharfetter et son équipe ont maintenant réalisé une percée dans les fonctionnalités révolutionnaires de l'imagerie médicale. Le nouveau produit de contraste a pu être développé au point que l'effet exploré peut être utilisé avec les intensités de champ des scanners IRM standard. "Nous continuons à mesurer le signal RMN des noyaux d'hydrogène, mais changer la relaxation par l'interaction avec les noyaux quadripolaires et donc le contraste. Pour faire ça, nous n'avons eu qu'à modifier un scanner IRM standard de manière à pouvoir légèrement décaler le champ magnétique afin d'activer ou de désactiver le contraste. Les résultats ont été publiés dans Examen physique X .

Les résultats espérés sont arrivés avec des composés chimiques de l'élément bismuth. De nombreux composés du bismuth ont des fréquences de résonance quadripolaires favorables qui se situent à proximité des champs magnétiques des scanners IRM cliniques. Par ailleurs, Le bismuth présente un fort couplage avec les noyaux d'hydrogène et est parfois utilisé en médecine. Des investigations supplémentaires doivent être menées pour s'assurer que le produit de contraste peut être déployé cliniquement, comme l'explique Scharfetter :« À l'avenir, nous devons concevoir des nanoparticules spéciales qui, d'un côté, contiennent des composants de bismuth, et d'autre part, peut être bien distribué dans le corps humain sans aucun effet secondaire ni risque pour la santé. Mais beaucoup de synthèse chimique doit être effectuée au préalable. Nos résultats, cependant, forment un élément de base pour un produit de contraste « intelligent ».