Hoe agressief is een tumor? Om de tumorstatus te meten zonder weefselmonsters te nemen, Italiaanse onderzoekers hebben een methode ontwikkeld op basis van magnetische resonantie beeldvorming (MRI) van hele lichaamsdelen. De techniek meet proton kernresonantie dispersieprofielen bij lage magnetische velden, die de wateruitwisselingssnelheid van de tumorcellen onthult. Dus, tumorontwikkeling kan snel en niet-invasief worden gevolgd, zeggen de auteurs van de studie gepubliceerd in het tijdschrift Angewandte Chemie .

Klinisch gebruikte high-field MRI kan beelden van tumoren produceren met een uitstekende ruimtelijke resolutie. De beelden worden verkregen bij een vast magnetisch veld en onthullen waardevolle gegevens over de tumormorfologie. Echter, dynamische processen zoals tumorfysiologie en metabolisme zijn niet zo eenvoudig te beoordelen. Dit is een beperking die gedeeltelijk is verholpen door de toediening van contrastmiddelen, maar een meer directe methode ligt in de techniek zelf. Onderzoeker Simonetta Geninatti Crich aan de Universiteit van Turijn, Italië, en haar collega's gebruikten een field-cycling nucleaire magnetische resonantie (NMR) opstelling om de nucleaire relaxatiesnelheden bij lage magnetische velden te meten en vonden een duidelijke correlatie tussen de waterdynamiek en de tumortypes.

NMR fast field cycling-technieken meten de relaxatietijd van protonen, de spreidingsprofielen, na een opeenvolging van magnetische cycli in een magnetisch veld. Afhankelijk van de sterkte van het magnetische veld, verschillende protoncondities kunnen worden onderzocht. Waterdynamiek in een tumor, bijvoorbeeld, zijn alleen toegankelijk bij de variabele en lage magnetische velden die met deze fietstechnieken worden geproduceerd. In dit onderzoek, het team gebruikte een aangepast NMR-instrument, die schakelt tussen verschillende veldsterktes, voor data-acquisitie op tumoren in diermodellen. Als resultaat, drie verschillende tumormodellen en gezond spierweefsel (de tumoren werden geïmplementeerd in een poot van een muis) produceerden duidelijke protonrelaxatiecurven.

Na analyse van de kinetiek van de curven, de onderzoekers identificeerden drie onderliggende scenario's:trage waterwisselkoers, snelle uitwisseling, en een tussenliggende wisselkoers met bijdragen van zowel intra- als extracellulaire compartimenten. Een snelle uitwisseling duidt op een hoog metabolisme en dus op een hoge activiteit van de tumorcel. "Deze verhoogde metabolische activiteit is kenmerkend voor agressieve en sterk uitgezaaide tumorcellen", zegt prof. Geninatti Crich. De tumorcellen verlichten hun hoge metabolische druk door een verbeterde wateruitwisseling met de buitenkant van de cel. Deze parameter is nu direct toegankelijk met deze techniek, zoals de wetenschappers hebben bewezen.

De methode maakte de directe, snel, en niet-invasieve beoordeling van de tumorstatus. De wetenschappers omschrijven de methode als "een mogelijkheid voor nieuwe diagnostische mogelijkheden in de oncologie". Ze zijn van plan het toe te passen in de snelle veldcyclus-MRI-technologieën die momenteel zijn ontwikkeld voor klinisch gebruik.