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 las imágenes por resonancia magnética (IRM). [1] Los compuestos que se utilizan con más frecuencia para mejorar el contraste son los basados en gadolinio . Dichos agentes de contraste de IRM acortan los tiempos de relajación de los núcleos dentro de los tejidos corporales después de la administración oral o intravenosa .
En los escáneres de resonancia magnética, secciones del cuerpo están expuestas a un campo magnético muy fuerte 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 de rotación molecular 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 de espín detectada por el receptor se utiliza para formar la imagen de RM, pero decae con una constante de tiempo característica conocida comoTiempo de relajación T1 . Los protones de agua en diferentes tejidos tienen diferentes valores de T1, que es una de las principales fuentes de contraste en las imágenes de RM. Un agente de contraste generalmente acorta, pero en algunos casos aumenta, el valor de T1 de los protones de agua cercanos, alterando así el contraste en la imagen.
Tipos
La mayoría de los agentes de contraste de resonancia magnética utilizados clínicamente funcionan acortando el tiempo de relajación T1 de los protones dentro de los tejidos a través de interacciones con el agente de contraste cercano. El movimiento impulsado térmicamente de los iones metálicos fuertemente paramagnéticos en el agente de contraste genera los campos magnéticos oscilantes que proporcionan los mecanismos de relajación que mejoran la tasa de desintegración de la polarización inducida. El muestreo sistemático de esta polarización sobre la región espacial del tejido que se examina forma la base para la construcción de la imagen.
Los agentes de contraste de MRI se pueden administrar mediante inyección en el torrente sanguíneo o por vía oral, dependiendo del tema de interés. La administración oral se adapta bien a las exploraciones del tracto gastrointestinal , mientras que la administración intravascular resulta más útil para la mayoría de las otras exploraciones. Una variedad de agentes de ambos tipos mejoran las exploraciones de forma rutinaria.
Los agentes de contraste de resonancia magnética se pueden clasificar de muchas maneras, [2] incluso por su:
- composición química
- vía de administración
- propiedades magnéticas
- efecto en la imagen
- presencia y naturaleza de los átomos metálicos
- biodistribución y aplicaciones:
- Agentes de líquido extracelular (también conocidos como agentes de contraste intravenosos)
- Agentes de la acumulación de sangre (también conocidos como agentes de contraste intravasculares )
- Agentes específicos de órganos (es decir, agentes de contraste gastrointestinales y agentes de contraste hepatobiliares)
- Agentes de marcaje celular / de direccionamiento activo (es decir, agentes específicos de tumores)
- Agentes sensibles (también conocidos como inteligentes o bioactivados)
- agentes sensibles al pH
Gadolinio (III)
Los agentes de contraste de resonancia magnética que contienen gadolinio (III) (a menudo denominados simplemente "gado" o "gad") son los más comúnmente utilizados para el realce de vasos en la angiografía por resonancia magnética o para el realce de tumores cerebrales asociado con la degradación de la barrera hematoencefálica . [3] [4] Para vasos grandes como la aorta y sus ramas, la dosis de gadolinio (III) puede ser tan baja como 0,1 mmol por kg de masa corporal. A menudo se utilizan concentraciones más altas para una vasculatura más fina. [5] Los quelatos de Gd (III) no atraviesan la barrera hematoencefálica intacta porque son hidrófilos. Por lo tanto, estos son útiles para realzar lesiones y tumores donde la barrera hematoencefálica está comprometida y el Gd (III) se escapa. En el resto del cuerpo, el Gd (III) inicialmente permanece en la circulación pero luego se distribuye al espacio intersticial o es eliminado por los riñones .
Tipos por compartimento corporal
Los agentes de contraste de gadolinio (III) se pueden clasificar en: [ cita requerida ]
Agentes de líquido extracelular
- Complejos macrocíclicos no iónicos
- gadobutrol ( Gadovist [UE] / Gadavist [EE. UU.] )
- gadoterato ( Dotarem , Clariscan )
- gadoteridol ( ProHance )
- Complejos iónicos lineales
- gadopentetate ( magnevista )
- gadobenato ( MultiHance )
- ácido gadopentético dimeglumina ( Magnetol )
- gadoxentate ( Eovist , Primovista )
- Complejos lineales no iónicos
- gadoversetamida ( OptiMARK )
- gadodiamida ( Omniscan )
Agentes de la reserva de sangre
- Complejos de gadolinio que se unen a la albúmina
- gadofosveset ( Ablavar, antes Vasovist )
- ácido gadocolético
- Complejos poliméricos de gadolinio
- gadomelitol
- gadomer 17
Agentes hepatobiliares (hígado)
- El ácido gadoxético ( Primovist [EU] / Eovist [EE. UU.] ) se usa como agente hepatobiliar ya que el 50% es absorbido y excretado por el hígado y el 50% por los riñones.
Agentes aprobados para uso humano
Los siguientes agentes de contraste quelatados con gadolinio han sido aprobados para uso humano por la Agencia Europea de Medicamentos (EMA) [6] y / o la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA): [7]
- Gadoterato EMA FDA ( Dotarem ; europeo: Clariscan )
- EMA FDA gadodiamida ( Omniscan )
- Gadobenato de la EMA FDA ( MultiHance )
- EMA FDA gadopentetate ( Magnevist ; europeo: Magnegita , Gado-MRT ratiopharm )
- EMA FDA gadoteridol ( ProHance )
- Gadofosveset de la FDA ( Ablavar, anteriormente Vasovist )
- EMA FDA gadoversetamida ( OptiMARK )
- EMA FDA gadoxetato ( Eovist ; europeo: Primovist )
- EMA FDA gadobutrol ( Gadovist )
Seguridad de los agentes de contraste de gadolinio
Las reacciones anafilactoides son raras y ocurren en alrededor de 0.03 a 0.1%. [8]
Como ión acuoso solubilizado libre, el gadolinio (III) es algo tóxico, pero generalmente se consideraba seguro cuando se administraba como un compuesto quelado . En los animales, el ion Gd (III) libre presenta una dosis letal de 100 a 200 mg / kg al 50%, pero la LD50 aumenta en un factor de 100 cuando se quela el Gd (III), de modo que su toxicidad se vuelve comparable a la del X- yodado. compuestos de contraste de rayos. [9] La molécula portadora quelante de Gd para uso de contraste de resonancia magnética puede clasificarse por si son macrocíclicas o tienen geometría lineal y si son iónicas o no. Los compuestos cíclicos iónicos de Gd (III) se consideran los que tienen menos probabilidades de liberar el ión Gd (III) y, por lo tanto, los más seguros. [10]
Sin embargo, el uso de algunos quelatos de Gd (III) en personas con enfermedad renal se relacionó con una complicación rara pero grave, la dermopatía fibrosante nefrogénica , [11] también conocida como fibrosis sistémica nefrogénica (FSN). [11] [12] [13] Esta enfermedad sistémica se parece al escleromixedema y, hasta cierto punto, a la esclerodermia . Puede ocurrir meses después de que se haya inyectado el medio de contraste. [14] Los pacientes con una función renal deficiente tienen un mayor riesgo de NSF, y los pacientes en diálisis tienen más riesgo que los pacientes con enfermedad renal crónica . [15] [16] En la actualidad, la NSF se ha relacionado con el uso de cuatro agentes de contraste para IRM que contienen gadolinio. La Organización Mundial de la Salud emitió una restricción sobre el uso de varios agentes de contraste de gadolinio en noviembre de 2009 indicando que "los agentes de contraste que contienen gadolinio de alto riesgo ( Optimark , Omniscan , Magnevist , Magnegita y Gado-MRT ratiopharm ) están contraindicados en pacientes con insuficiencia renal grave problemas, en pacientes que están programados para un trasplante de hígado o que han recibido recientemente un trasplante de hígado, y en bebés recién nacidos de hasta cuatro semanas de edad ". [17]
Se ha descubierto que el gadolinio permanece en el cuerpo después de múltiples resonancias magnéticas, incluso después de un período de tiempo prolongado. Aunque no se ha encontrado que los agentes de contraste de gadolinio sean dañinos para el cuerpo, se desconoce si estos depósitos pueden provocar efectos adversos para la salud. La FDA ha pedido a los médicos que limiten el uso de agentes de contraste de gadolinio a los momentos en que la información necesaria esté disponible a través de su uso. [18]
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 de la Agencia Europea de Medicamentos (EMA y el Comité de Medicamentos de Uso Humano (CHMP)). Aunque no está directamente relacionado con efectos adversos para la salud en pacientes con función renal normal, el posible riesgo de utilizar medios quelados lineales intravenosos, en los que se demuestra que el gadolinio tiene una menor afinidad de unión, ha provocado un cambio en la autorización de comercialización para todos medios basados en gadolinio quelatados.
En los Estados Unidos, la investigación ha llevado a la FDA (Administración de Alimentos y Medicamentos) 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 consideración cuidadosa de las características de retención del medio preferido. Se debe tener especial cuidado en pacientes que requieren múltiples dosis de por vida, pacientes embarazadas y pediátricas y pacientes con afecciones inflamatorias. Minimizar los estudios de imágenes de GBCA repetidos cuando sea posible, particularmente los estudios de resonancia magnética espaciados de cerca. Sin embargo, no evite ni difiera las exploraciones de resonancia magnética GBCA necesarias. [19]
En la resonancia magnética durante el embarazo , los agentes de contraste con gadolinio en el primer trimestre se asocian con un riesgo ligeramente mayor de un diagnóstico infantil de varias formas de reumatismo , trastornos inflamatorios o afecciones cutáneas infiltrativas , según un estudio retrospectivo que incluyó a 397 lactantes expuestos prenatalmente a contraste de gadolinio. [20] En el segundo y tercer trimestre, el contraste de gadolinio se asocia con un riesgo ligeramente mayor de muerte fetal o neonatal, según el mismo estudio. [20]
En diciembre de 2017, la FDA anunció en un comunicado de 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 exigir a los proveedores de contraste de gadolinio que realicen estudios clínicos y en animales adicionales para evaluar la seguridad de estos agentes. [21]
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 de T 2 de los tejidos absorbentes. Los agentes de contraste SPIO y USPIO se han utilizado con éxito en algunos casos para mejorar los tumores hepáticos. [22]
- Feridex IV (también conocido como Endorem y ferumoxidos). Este producto fue descontinuado por AMAG Pharma en noviembre de 2008. [23]
- Resovist (también conocido como Cliavist). Este fue aprobado para el mercado europeo en 2001, pero la producción se abandonó en 2009. [24]
- Sinerem (también conocido como Combidex). Guerbet retiró la solicitud de autorización de comercialización de este producto en 2007. [25]
- Lumirem (también conocido como Gastromark). Gastromark fue aprobado por la FDA en 1996 [26] y fue descontinuado por su fabricante en 2012. [27] [28]
- Clariscan (también conocido como PEG-fero, Feruglose y NC100150). Este agente de contraste a base de hierro nunca se lanzó comercialmente y su desarrollo se interrumpió a principios de la década de 2000 debido a problemas de seguridad. [29] En 2017, GE Healthcare lanzó un agente de contraste macrocíclico extracelular a base de gadolinio que contiene ácido gadotérico como gadoterato de meglumina con el nombre comercial Clariscan. [30]
Hierro platino: superparamagnético
Se ha informado de partículas superparamagnéticas de hierro-platino (SIPP) que tenían relajaciones de T 2 significativamente mejores en comparación con las nanopartículas de óxido de hierro más comunes . Sipps también se encapsula con fosfolípidos para crear multifuncional SIPP stealth inmuno micelas que dirigen específicamente a las células de cáncer de próstata humano. [31] Sin embargo, se trata de agentes en investigación que aún no se han probado en seres 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. [31] El complejo se dirigió específicamente a las 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.
Manganeso
Los quelatos de manganeso (II) como el Mn-DPDP ( Mangafodipir ) mejoran la señal de T 1 . [32] El quelato se disocia in vivo en manganeso y DPDP, donde el primero se absorbe intracelularmente y se excreta en la bilis , mientras que el último se elimina por filtración renal. [33] Mangafodipir se ha utilizado en ensayos clínicos de neuroimagen en humanos, con relevancia para enfermedades neurodegenerativas como la esclerosis múltiple . [34] [35] Los iones de manganeso (II) se utilizan a menudo como agente de contraste en estudios con animales, por lo general denominados MEMRI (resonancia magnética mejorada con manganeso). [36] Debido a la capacidad del Mn 2+ para ingresar a las células a través de los canales de transporte de calcio, se ha utilizado para obtener imágenes cerebrales funcionales. [37]
También se han estudiado los quelatos de manganeso (III) con porfirinas y ftalocianinas . [32]
A diferencia de otras nanopartículas a base de óxido de hierro bien estudiadas, la investigación sobre nanopartículas a base de Mn se encuentra en una etapa relativamente temprana. [38]
Administración oral de agentes de contraste.
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 T 2 . Productos naturales con alta concentración de manganeso tales como arándanos y té verde también se pueden utilizar para T 1 Aumento de la potenciación de contraste. [39]
El perfluorocarbono , un tipo de perfluorocarbono, se ha utilizado como agente de contraste de resonancia magnética gastrointestinal para imágenes pediátricas. [40] 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 de resonancia magnética a base de proteínas
Investigaciones más recientes sugieren la posibilidad de agentes de contraste a base de proteínas, según la capacidad de algunos aminoácidos para unirse con el gadolinio. [41] [42] [43] [44]
Ver también
- Sondas de lantánidos
Referencias
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enlaces externos
- Agentes de contraste para resonancia magnética