Magnetic resonance imaging of transmembrane water permeability for detection of cell death

Abstract

The apparent exchange rate (AXR) detected by magnetic resonance filter-exchange spectroscopy (FEXSY) and imaging (FEXI) quantifies transmembrane water exchange, which is altered after cell death initiation. Here, FEXSY and FEXI protocols were implemented on a preclinical and clinical MRI system. The AXR is shown as a contrast agent-free early cell death imaging biomarker in vitro and in vivo. A pilot study in patients demonstrates the translatability of AXR measurements to the clinic.

Ο φαινομενικός συντελεστής ανταλλαγής (AXR) που ανιχνεύεται με φασματοσκοπία ανταλλαγής μαγνητικού συντονισμού (FEXSY) και απεικόνιση (FEXI) ποσοτικοποιεί την διαμεμβρανική ανταλλαγή νερού, η οποία μεταβάλλεται μετά την έναρξη του κυτταρικού θανάτου. Σε αυτή την μελέτη, αναπτύχθηκαν πρωτόκολλα FEXSY και FEXI για εφαρμογές σε προκλινικό και κλινικό σύστημα μαγνητικής τομογραφίας. Ο AXR αναδείχτηκε βιοδείκτης απεικόνισης του πρόωρου κυτταρικού θανάτου χωρίς την χρήση σκιαγραφικού παράγοντα in vitro και in vivo. Επιπλέον, μια πιλοτική μελέτη σε ασθενείς αποδεικνύει τη δυνατότητα ένταξης του AXR ως κλινικό βιοδείκτη.