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agente de contraste para resonancia magnética

Resonancia magnética en tiempo real de un niño que ingiere jugo de piña , cuyo alto contenido natural en manganeso paramagnético permite su uso como agente de contraste para res...

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Resonancia magnética en tiempo real de un niño que ingiere jugo de piña , cuyo alto contenido natural en manganeso paramagnético permite su uso como agente de contraste para resonancia magnética.

Los agentes de contraste para resonancia magnética (RM) son agentes de contraste que se utilizan para mejorar la visibilidad de las estructuras internas del cuerpo en las imágenes de resonancia magnética (RM). [ 1 ] Los compuestos más utilizados para la mejora del contraste son los agentes de contraste a base de gadolinio (ACBG). Estos agentes de contraste para RM acortan los tiempos de relajación de los núcleos dentro de los tejidos corporales después de la administración oral o intravenosa .

Teoría de funcionamiento

En los escáneres de resonancia magnética (RM), se exponen secciones del cuerpo a un campo magnético intenso que provoca que los núcleos de hidrógeno 1H ("espines") del agua en los tejidos se polaricen en la dirección del campo magnético. Se aplica un pulso de radiofrecuencia intenso que dirige la magnetización generada por los núcleos de hidrógeno hacia la bobina receptora, donde se detecta la polarización de espín. Las oscilaciones rotacionales moleculares 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, alineada 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 como tiempo de relajación T1 . Los protones de agua en diferentes tejidos tienen diferentes valores de T1, lo que constituye una de las principales fuentes de contraste en las imágenes de RM. Un agente de contraste suele acortar, pero en algunos casos aumenta, el valor de T1 de los protones de agua cercanos, alterando así el contraste en la imagen.

La mayoría de los agentes de contraste para resonancia magnética utilizados clínicamente actúan acortando el tiempo de relajación T1 de los protones en los tejidos mediante interacciones con el agente de contraste. El movimiento térmico de los iones metálicos fuertemente paramagnéticos del agente de contraste genera campos magnéticos oscilantes que proporcionan los mecanismos de relajación que aumentan la velocidad de decaimiento de la polarización inducida. El muestreo sistemático de esta polarización en la región espacial del tejido examinado constituye la base para la construcción de la imagen.

Los agentes de contraste para resonancia magnética pueden administrarse mediante inyección intravenosa o por vía oral, según el tipo de estudio. La administración oral es idónea para exploraciones del tracto gastrointestinal , mientras que la administración intravascular resulta más útil para la mayoría de las demás exploraciones.

Los agentes de contraste para resonancia magnética se pueden clasificar [ 2 ] según sus:

  • Composición química
  • Ruta administrativa
  • Propiedades magnéticas
  • Biodistribución y aplicaciones:
    • Agentes de contraste para fluidos extracelulares (agentes de contraste intravenosos)
    • Agentes de contraste intravasculares ( agentes de contraste para el torrente sanguíneo )
    • Agentes específicos para órganos (agentes de contraste gastrointestinales y agentes de contraste hepatobiliares)
    • Agentes de marcaje/direccionamiento activo (agentes específicos para tumores)
    • Agentes reactivos (inteligentes o bioactivados)
    • agentes sensibles al pH

Gadolinio(III)

Efecto del agente de contraste en las imágenes: Defecto de la barrera hematoencefálica tras un ictus, visible en la resonancia magnética. Imágenes ponderadas en T1 : imagen izquierda sin administración de medio de contraste, imagen derecha con administración de medio de contraste.

Los agentes de contraste para resonancia magnética que contienen gadolinio (III) (a menudo denominados simplemente "gado" o "gad") son los más utilizados para realzar los vasos en la angiografía por resonancia magnética o para realzar los tumores cerebrales asociados con la degradación de la barrera hematoencefálica (BHE). [ 3 ] [ 4 ]  Se han administrado más de 450 millones de dosis en todo el mundo desde 1988 hasta 2017. [ 5 ] Para vasos grandes como la aorta y sus ramas, la dosis puede ser tan baja como 0,1 mmol/kg de masa corporal. A menudo se utilizan concentraciones más altas para la vasculatura más fina. [ 6 ] A concentraciones mucho más altas, hay un mayor efecto de acortamiento de T2 del gadolinio, lo que hace que el brillo del gadolinio sea menor que el de los tejidos corporales circundantes. [ 7 ] Sin embargo, a dicha concentración, causará una mayor toxicidad para los tejidos corporales. [ 8 ]

Los quelatos de Gd 3+ son hidrofílicos y no atraviesan fácilmente la barrera hematoencefálica intacta. Por lo tanto, son útiles para realzar lesiones y tumores donde la barrera hematoencefálica está comprometida y el Gd(III) se filtra. [ 9 ] [ a ] ​​En el resto del cuerpo, el Gd 3+ permanece inicialmente en la circulación, pero luego se distribuye en el espacio intersticial o es eliminado por los riñones .

El primer agente de contraste basado en gadolinio (GBCA), el gadopentetato de dimeglumina (Magnevist), fue aprobado casi simultáneamente por la EMA y la FDA a finales de la década de 1980. [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] ( dosis estándar [ 13 ] )): Sin embargo, a partir de 2017, la EMA restringió varios agentes de contraste de gadolinio lineales más antiguos que habían sido previamente aprobados para uso humano en la UE. [ 14 ]

agentes del líquido extracelular

agentes del pool sanguíneo

Agentes hepatobiliares (del hígado)

  • El ácido gadoxético ( Primovist [UE] / Eovist [EE. UU.]) se utiliza como agente hepatobiliar, ya que el 50 % es absorbido y excretado por el hígado y el 50 % por los riñones.

Seguridad

El uso de quelatos de Gd 3+ en personas con enfermedad renal aguda o crónica puede causar fibrosis sistémica nefrogénica (FSN), [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] una enfermedad sistémica rara pero grave que se asemeja al escleromixedema y, en cierta medida , a la esclerodermia . Puede ocurrir meses después de la inyección de contraste. [ 22 ] Los pacientes con función renal gravemente deteriorada tienen mayor riesgo de FSN, siendo los pacientes en diálisis los que tienen mayor riesgo que los pacientes con enfermedad renal crónica leve . [ 23 ] [ 24 ] La FSN puede ser causada por agentes de contraste para resonancia magnética que contienen gadolinio lineales y macrocíclicos, [ 25 ] [ 26 ] aunque se ha encontrado que los compuestos iónicos macrocíclicos son los menos propensos a liberar Gd 3+ . [ 27 ] [ 19 ]

Si bien la FSN es una forma grave de la enfermedad, la enfermedad por depósito de gadolinio (EDG) es una variante leve con dolor (por ejemplo, dolor de cabeza), fatiga y/o depósitos de gadolinio. [ 28 ]

Como ion acuoso solubilizado libre, el gadolinio(III) es altamente tóxico, pero los compuestos quelados son relativamente seguros para individuos sin enfermedad renal. El Gd³⁺ libre tiene una dosis letal media de 0,34 mmol/kg (IV, ratón) [ 29 ] o 100–200 mg/kg, pero la DL50 aumenta en un factor de 31  [ 30 ] cuando el Gd³⁺ está quelado. [ 31 ]

El espectro de reacciones adversas a los medicamentos es mayor con los agentes de contraste a base de gadolinio que con los agentes de contraste yodados ( agentes de radiocontraste ). [ 32 ]

Se ha observado que el gadolinio permanece en el cerebro, el músculo cardíaco, los riñones, el hígado y otros órganos después de una o más inyecciones de agentes de contraste lineales o macrocíclicos a base de gadolinio, incluso después de un período prolongado. [ 33 ] [ 34 ] La cantidad varía según la presencia de daño renal en el momento de la inyección, la geometría molecular del ligando y la dosis administrada.

Estudios in vitro han encontrado que los agentes de contraste a base de gadolinio son neurotóxicos , [ 35 ] y un estudio encontró que la intensidad de la señal en el núcleo dentado de la RM (indicativa de depósito de gadolinio) se correlaciona con una menor fluidez verbal. [ 36 ] La confusión se informa a menudo como un posible síntoma clínico. [ 35 ] La FDA ha pedido a los médicos que limiten el uso de agentes de contraste de gadolinio a exámenes donde la información necesaria se obtiene solo a través de su uso. [ 37 ] Las inyecciones intratecales de dosis superiores a 1  mmol se asocian con complicaciones neurológicas graves y pueden provocar la muerte. [ 38 ] [ 39 ] El sistema glinfático podría ser el principal acceso del GBCA al cerebro en la inyección intravenosa. [ 40 ] [ 41 ]

La evidencia continua de retención de gadolinio en el cerebro y otros tejidos después de la exposición a medios de contraste que contienen gadolinio, llevó a una revisión de seguridad por parte del Comité de Medicamentos de Uso Humano (CHMP) que llevó a la EMA a restringir o suspender la autorización para el uso intravenoso de la mayoría de las marcas de medios lineales a base de gadolinio, en los que el Gd 3+ tiene una menor afinidad de unión, en 2017. [ 18 ] [ 42 ]

En Estados Unidos, la investigación ha llevado a la FDA a revisar sus advertencias de clase para 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 contraste, teniendo especial cuidado en pacientes que requieren múltiples dosis a lo largo de su vida, pacientes embarazadas y pediátricos, y pacientes con afecciones inflamatorias. También se recomienda minimizar los estudios de imagen repetidos con GBCA cuando sea posible, particularmente los estudios de resonancia magnética (RM) con intervalos cortos, pero sin evitar ni posponer las exploraciones de RM con GBCA necesarias. [ 43 ]

En diciembre de 2017, la FDA anunció que exigiría que estas advertencias se incluyeran en todos los agentes de contraste a base de gadolinio (GBCA). La FDA también solicitó una mayor educación del paciente y exigió a los proveedores de contrastes de gadolinio que realizaran estudios adicionales en animales y ensayos clínicos para evaluar la seguridad de estos agentes. [ 44 ]

La autoridad sanitaria francesa recomienda utilizar la dosis más baja posible de un GBCA y solo cuando no se pueda obtener información diagnóstica esencial sin él. [ 45 ]

La Organización Mundial de la Salud emitió una restricción sobre el uso de varios agentes de contraste de gadolinio en noviembre de 2009, declarando que "Los agentes de contraste que contienen gadolinio de alto riesgo ( Optimark , Omniscan , Magnevist , Magnegita y Gado-MRT ratiopharm ) están contraindicados en pacientes con problemas renales graves, en pacientes que están programados para un trasplante de hígado o que lo han recibido recientemente, y en bebés recién nacidos de hasta cuatro semanas de edad". [ 46 ]

En la resonancia magnética durante el embarazo , los agentes de contraste de gadolinio en el primer trimestre se asocian con un riesgo ligeramente mayor de diagnóstico infantil de diversas formas de reumatismo , trastornos inflamatorios o afecciones cutáneas infiltrativas , según un estudio retrospectivo que incluyó a 397 lactantes expuestos prenatalmente al contraste de gadolinio. [ 47 ] 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. [ 47 ]

Las directrices de la Asociación Canadiense de Radiólogos [ 48 ] indican que los pacientes en diálisis deben recibir agentes de gadolinio solo cuando sea esencial y que deben recibir diálisis después del examen. Si se debe realizar una resonancia magnética con contraste a un paciente en diálisis, se recomienda evitar ciertos agentes de contraste de alto riesgo, pero no considerar una dosis menor. [ 48 ] El Colegio Americano de Radiología recomienda que los exámenes de resonancia magnética con contraste se realicen lo más cerca posible de la diálisis como medida de precaución, aunque no se ha demostrado que esto reduzca la probabilidad de desarrollar fibrosis sistémica nefrogénica (FSN). [ 49 ] La FDA recomienda que se considere el potencial de retención de gadolinio al elegir el tipo de agente de contraste a base de gadolinio (GBCA) utilizado en pacientes que requieren múltiples dosis de por vida, mujeres embarazadas, niños y pacientes con afecciones inflamatorias. [ 50 ]

Las reacciones anafilactoides son raras, ocurriendo en aproximadamente 0,03–0,1%. [ 51 ]

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, al inyectarse durante la obtención de imágenes, reducen las señales T2 de los tejidos absorbentes. Los agentes de contraste SPIO y USPIO se han utilizado con éxito en algunos casos para la evaluación de lesiones hepáticas. [ 52 ] [ 53 ]

  • Feridex IV (también conocido como Endorem y ferumóxidos). AMAG Pharma suspendió este producto en noviembre de 2008. [ 54 ]
  • Resovist (también conocido como Cliavist). Fue aprobado para el mercado europeo en 2001, pero su producción se abandonó en 2009. [ 55 ]
  • Sinerem (también conocido como Combidex). Guerbet retiró la solicitud de autorización de comercialización de este producto en 2007. [ 56 ]
  • Lumirem (también conocido como Gastromark). Gastromark fue aprobado por la FDA en 1996 [ 57 ] y su fabricante lo suspendió en 2012. [ 58 ] [ 59 ]
  • Clariscan (también conocido como PEG-fero, Feruglose y NC100150). Este agente de contraste a base de hierro nunca se comercializó y su desarrollo se interrumpió a principios de la década de 2000 debido a problemas de seguridad. [ 60 ] En 2017, GE Healthcare lanzó un agente de contraste macrocíclico extracelular a base de gadolinio que contiene ácido gadotérico como gadoterato de meglumina bajo el nombre comercial Clariscan. [ 61 ]

Hierro platino: superparamagnético

Se han descrito partículas superparamagnéticas de hierro-platino (SIPP) con relajividades T2 significativamente mejores que las nanopartículas de óxido de hierro más comunes. Las SIPP también se encapsularon con fosfolípidos para crear inmunomicelas SIPP multifuncionales que se dirigían específicamente a células de cáncer de próstata humano. [ 62 ] Sin embargo, estos son agentes en fase de investigación que aún no se han probado en 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. [ 62 ] El complejo se dirigió específicamente a células de cáncer de próstata humano in vitro, y estos resultados sugieren que las SIPP podrían tener un papel en el futuro como agentes de contraste específicos para tumores.

Manganeso

Los quelatos de manganeso (II), como el Mn-DPDP ( mangafodipir ), mejoran la señal T1. [ 63 ] El quelato se disocia in vivo en manganeso y DPDP; el manganeso se excreta en la bilis , mientras que el DPDP se elimina por filtración renal. [ 64 ] El mangafodipir se ha utilizado en ensayos clínicos de neuroimagen en humanos, incluso para enfermedades neurodegenerativas como la esclerosis múltiple . [ 65 ] [ 66 ] Los iones de manganeso (II) se utilizan a menudo como agente de contraste en estudios con animales, a menudo denominados MEMRI (resonancia magnética con contraste de manganeso). [ 67 ] Debido a que los iones Mn2 + pueden entrar en las células a través de los canales de transporte de calcio, se ha utilizado para la imagen cerebral funcional. [ 68 ]

La primera dosis administrada a un paciente del nuevo agente de contraste a base de manganeso, Mangaciclanol, se anunció en abril de 2026. [ 69 ]

También se han estudiado los quelatos de manganeso(III) con porfirinas y ftalocianinas . [ 63 ]

A diferencia de otras nanopartículas basadas en óxido de hierro que han sido ampliamente estudiadas, la investigación sobre nanopartículas basadas en Mn se encuentra en una etapa relativamente temprana. [ 70 ]

Administración oral

Una amplia variedad de agentes de contraste orales pueden mejorar las imágenes del tracto gastrointestinal . Entre ellos se incluyen quelatos de gadolinio y manganeso, o sales de hierro para la mejora de la señal T1 . Se han utilizado SPIO, sulfato de bario , aire y arcilla para disminuir la señal T2 . Los productos naturales con alta concentración de manganeso, como el arándano y el té verde, también pueden utilizarse para mejorar el contraste y aumentar la señal T1 . [ 71 ]

El perflubrón , un tipo de perfluorocarbono , se ha utilizado como agente de contraste para resonancia magnética gastrointestinal en imágenes pediátricas. [ 72 ] Este agente de contraste actúa reduciendo la cantidad de iones de hidrógeno en una cavidad corporal, lo que provoca que aparezca oscura en las imágenes.

Agentes de contraste para resonancia magnética basados ​​en proteínas

Investigaciones más recientes sugieren la posibilidad de utilizar agentes de contraste basados ​​en proteínas, aprovechando la capacidad de algunos aminoácidos para unirse al gadolinio.

Véase también

Notas a pie de página

  1. ↑ " Se cree que la alteración de las uniones estrechas de la barrera hematoencefálica (BHE) es un evento temprano o iniciador en la formación de nuevas lesiones de EM . La resonancia magnética ponderada en T1 (RM-T1en combinación con agentes de contraste a base de gadolinio de bajo peso molecular (ACBG) se utiliza habitualmente para caracterizar el compromiso de la BHE en la EM . Los ACBG para RM no atraviesan fácilmente las membranas celulares, son marcadores ávidos del espacio extracelular y se cree que entran al cerebro desde la sangre mediante transporte difusivo entre células endoteliales (es decir, a través de vías intercelulares). Aunque se cree ampliamente que los ACBG para RM no atraviesan la BHE en condiciones homeostáticas, existe evidencia sustancial de que sí lo hacen, aunque con constantes de velocidad de transferencia de volumen muy pequeñas." — Bagnato, Gauthier, Laule, et al. (2020) [ 9 ]

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