Más del 20% (15) de hiperpolarización en menos de un minuto para el metronidazol, una sonda de antibióticos e hipoxia

Área de la Ciencia:

• Espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN)
• Técnicas de hiperpolarización
• Imágenes médicas

Sus antecedentes:

• El metronidazol es un medicamento clave para el tratamiento de infecciones bacterianas y protozoarias anaerobias.
• Los métodos actuales de RMN carecen de sensibilidad para detectar isótopos de baja abundancia como el nitrógeno-15.
• La hiperpolarización mejora significativamente la señal de RMN, permitiendo imágenes moleculares en tiempo real.

Objetivo del estudio:

• Demostrar la hiperpolarización por RMN directa de los sitios de nitrógeno-15 naturalmente abundantes en el metronidazol.
• Ampliar la aplicabilidad de los métodos de hiperpolarización basados en parahidrógeno a diversas estructuras moleculares.
• Explorar las aplicaciones potenciales del metronidazol hiperpolarizado en el diagnóstico médico.

Principales métodos:

• La amplificación de la señal utilizada mediante intercambio reversible en SHield permite la transferencia de alineación a los heteronúcleos (técnica SABRE-SHEATH).
• Se utiliza parahidrógeno (para-H2) para una polarización de espín nuclear eficiente.
• Se ha investigado la hiperpolarización de sitios de enlace directo y distantes de nitrógeno-15 utilizando varios acoplamientos de espín-espín (J(nH) - ((15) N).

Principales resultados:

• Se obtiene una polarización de espín nuclear (P(15) de hasta aproximadamente el 24% en segundos utilizando el 80% de para-H2.
• Proyectado P(15) N de aproximadamente 32% con 100% para-H2, lo que se traduce en una mejora de la señal de ~ 0,1 millones de veces a 9,4 T.
• Se ha hiperpolarizado con éxito tanto los sitios directamente unidos como los más distantes del nitrógeno-15 en el metronidazol.

Conclusiones:

• El método SABRE-SHEATH permite efectivamente la hiperpolarización directa por RMN del nitrógeno-15 en el metronidazol.
• Esta técnica amplía el alcance de las moléculas y los sitios accesibles a través de la hiperpolarización de parahidrógeno de bajo costo.
• Los nitroimidazoles hiperpolarizados son muy prometedores para la obtención de imágenes in vivo de los mecanismos del fármaco y la detección de la hipoxia.