Magnetische resonantie beeldvorming (MRI) visualiseert interne lichaamsstructuren, vaak met behulp van contrastmiddelen om de gevoeligheid te verbeteren. Een Belgisch team van wetenschappers heeft nu een bimodaal contrastmiddel ontwikkeld dat geschikt is voor twee beeldvormende technieken tegelijk, namelijk, MRI en een techniek genaamd fotoakoestische beeldvorming. Het gebruik van slechts één contrastmiddel voor twee beeldvormende technieken verbetert de gevoeligheid van beide, met slechts weinig impact op het lichaam van de patiënt.

MRI is een veelgebruikte techniek in geneeskunde en onderzoek en staat bekend om zijn goede resolutie. Structuren tot op een honderdste millimeter kunnen worden opgelost. Echter, gevoeligheid, het vermogen om iets te detecteren, is soms een probleem. Daarom, contrastmiddelen worden vaak toegediend om de helderheid waarmee de structuren kunnen worden gezien te verbeteren.

De resultaten van MRI kunnen ook worden verbeterd in combinatie met complementaire beeldvormingsmethoden, die zich op verschillende aspecten richten. Echter, de meeste beeldvormingstools vereisen de aanwezigheid van sondes en kleurstoffen, maar eerst een contrastmiddel aanbrengen, en dan kan een tweede medicijn meer risico's voor de patiënt met zich meebrengen. Dit inspireerde Sophie Laurent, een professor aan de Universiteit van Bergen, België, en haar team om zogenaamde bimodale contrastmiddelen te ontwikkelen - middelen die beide instrumenten tegelijk zouden dienen.

MRI-contrastmiddelen bevatten doorgaans gadolinium, een paramagnetisch element dat het signaal van de nabijgelegen elementen versterkt. Gratis gadolinium kan schadelijk zijn, maar het wordt stevig vastgehouden in de structuur van een organisch molecuul. Laurents idee was om het gadolinium-agens direct te verbinden met de sonde die werd gebruikt voor de tweede beeldvormingstechniek.

Het team koos voor foto-akoestische beeldvorming (PAI), een zeer gevoelige en vrij nieuwe beeldvormingsmethode die de warmterespons in een weefsel op laserpulsen meet. De methode is, zoals MRI, niet-invasief, maar er moet een speciale organische kleurstof aanwezig zijn die laserlicht van buitenaf absorbeert. Deze techniek zou de MRI-gevoeligheid duidelijk verbeteren, dachten de auteurs. Dysfuncties in de huid en daaronder zouden met ongekende helderheid worden gedetecteerd.

Om het gadoliniummiddel te verbinden met de organische kleurstof, de wetenschappers kozen het natuurlijke aminozuur lysine als linker. Lysine is speciaal onder de aminozuren. Het is een vrij lang molecuul dat aan beide uiteinden aan twee andere moleculen kan binden. De wetenschappers koppelden met succes een MRI-agent genaamd Gd-PCTA aan een PAI-sonde met de naam ZW800-1. En er is nog een andere optie. Afgezien van de twee verbindingen, lysin bezit een derde connectiviteit, die in de toekomst van pas kunnen komen. De wetenschappers stellen zich voor om een ​​extra biovector toe te voegen, bijvoorbeeld, een peptide dat specifiek een biologische aandoening herkent - dit zou de nu bimodale probe trimodaal maken.

De bimodale sonde verbeterde het MRI-contrast even sterk als een commercieel MRI-middel. En het gaf hetzelfde foto-akoestische signaal als de originele PAI-sonde. Dit betekent dat de sonde een twee-in-een-middel is, die de combinatie van MRI en andere medische beeldvormingstechnieken vergemakkelijkt. De volgende stap zou zijn om het te testen in echte organismen.