Natrium-MRT gibt neue Einblicke in die Erkennung von Arthrose

Natrium-MRT gibt neue Einblicke in die Erkennung von Arthrose
Natrium-MRT gibt neue Einblicke in die Erkennung von Arthrose
Anonim

Forscher der New York University haben eine innovative Methode entwickelt, um die Entwicklung von Osteoarthritis im Kniegelenk zu untersuchen – eine, die auf der Untersuchung von Natriumionen im Knorpel beruht. Ihre Arbeit, die im Journal of Magnetic Resonance erscheint, könnte eine nicht-invasive Methode zur Diagnose von Osteoarthritis in ihren sehr frühen Stadien liefern.

Die Konzentration von Natriumionen, die im Körper verteilt sind, gibt bekanntlich Auskunft über die Position von Glykosaminoglykanen (GAGs) im Knorpelgewebe. GAGs sind Moleküle, die als Knorpelbausteine ​​dienen und an zahlreichen lebenswichtigen Funktionen im menschlichen Körper beteiligt sind.Die Kartierung der GAG-Konzentration ist für die Diagnose und Überwachung einer Reihe von Krankheiten sowie zur Bestimmung der Wirksamkeit von Arzneimitteltherapien erforderlich. Zum Beispiel markiert der GAG-Verlust im Knorpel typischerweise den Beginn von Osteoarthritis und Bandscheibendegeneration.

Jedoch haben die bestehenden Techniken zur GAG-Überwachung - basierend auf herkömmlicher Magnetresonanztomographie (MRT) - Einschränkungen: Sie können GAG-Konzentrationen nicht direkt kartieren oder sie erfordern die Verabreichung von Kontrastmitteln, um den Ort dieser Konzentrationen aufzudecken.

Aber da Natriumionen bereits im Knorpel vorhanden sind, haben Forscher versucht, diese Ionen mit speziellen, nicht-invasiven MRT-Techniken zu messen.

Eine solche Methodik wurde zuvor an der University of Pennsylvania und der Stanford University entwickelt. Diese Methoden waren jedoch nicht in der Lage, Ionen in verschiedenen Teilen des Kniebereichs zu isolieren. Insbesondere konnten sie keine eindeutigen Unterschiede zwischen den Signalen von Natriumionen in Zeitlupe im Knorpel und denen von freien Natriumionen in der Synovialflüssigkeit und dem Gelenkerguss im Kniegelenk machen.

Das NYU-Forschungsteam wollte diese Methode verbessern, indem es sich auf die Unterschiede in den Eigenschaften von Natriumionen in den beiden Umgebungen konzentrierte.

Da Natrium nicht nur im Knorpel vorhanden ist, können MRT-Aufnahmen oft nicht sagen, ob sich die gemessene Natriumkonzentration im Knorpel oder anderswo im Kniegelenk befindet. Um besser zu bestimmen, wo sich diese Natriumkonzentrationen befinden, konzentrierten sich die Forscher auf die Unterschiede im magnetischen Verh alten von Natriumionen, die sich in verschiedenen Geweben befinden. Durch die Nutzung dieser charakteristischen Eigenschaften von Natriumionen in verschiedenen Umgebungen war das Forschungsteam in der Lage, eine neue Methode zur Isolierung von zwei Pools von Natriumionen zu entwickeln. Als Ergebnis konnten Bilder gewonnen werden, in denen die Natriumsignale ausschließlich aus Regionen mit Knorpelgewebe erscheinen.

Diese neue Natrium-MRT-Methode könnte nicht nur eine nicht-invasive Methode zur Diagnose von Osteoarthritis in ihren sehr frühen Stadien bieten, sondern auch dazu beitragen, andere, weniger direkte Maßnahmen zur Beurteilung des Knorpels zu kalibrieren.

Die Forschung wurde durchgeführt von: Alexej Jerschow, einem außerordentlichen Professor, und Jae-Seung Lee, einem Postdoktoranden, beide am Department of Chemistry der NYU; Ravinder Regatte, außerordentlicher Professor, und Guillaume Madelin, Postdoktorand, beide in der Abteilung für Radiologie an der NYU School of Medicine; und Souheil Inati, ehemaliger Assistenzprofessor am Center for Neural Science der NYU und derzeit wissenschaftlicher Mitarbeiter am National Institute of Mental He alth.

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