STUDIO DI MOLECOLE IPERPOLARIZZATE PER APPLICAZIONI DIAGNOSTICHE IN MRI

L'iperpolarizzazione è un fenomeno che crea una popolazione di spin lontana dall'equilibrio termodinamico, consentendo di ottenere segnali NMR di intensità molto maggiore rispetto a quelli di un normale spettro NMR. L'aumento di intensità del segnale NMR può essere sfruttato in Magnetic Resonance Imaging per la registrazione in vivo di immagini 13C estremamente veloci. Inoltre, diventa possibile monitorare i processi metabolici di un organismo, acquisendo immagini dei metaboliti (imaging metabolico). Per poter osservare segnali NMR iperpolarizzati, occorre che il T1 del nucleo iperpolarizzato sia sufficientemente lungo. La presenza di un complesso paramagnetico di gadolinio causa una significativa riduzione del T1, portando ad un rapido decadimento della polarizzazione. Poiché la maggior parte dei complessi paramagnetici impiegati come agenti di contrasto nell'MRI convenzionale non sono in grado di attraversare la membrana cellulare, l'utilizzo combinato di molecole iperpolarizzate e complessi di gadolinio potrebbe consentire di abbattere selettivamente il segnale extra-cellulare della molecola iperpolarizzata. Ciò permetterebbe di separare il segnale intra ed extra-cellulare della molecola iperpolarizzata. Inoltre, l'utilizzo combinato di agenti di contrasto iperpolarizzati e paramagnetici potrebbe essere sfruttato per il targeting cellulare, marcando selettivamente le membrane di cellule tumorali con complessi di gadolinio ed osservando quindi l'abbattimento del segnale iperpolarizzato in corrispondenza della regione tumorale. Lo scopo della tesi è stato quello di studiare in vitro la riduzione del T1 di tre molecole iperpolarizzabili indotta da complessi paramagnetici. Le tre molecole studiate sono 13C1-piruvato, 13C1- lattato (che possono essere iperpolarizzati con la tecnica DNP = Dynamic Nuclear Polarization) e cis-13C1-[4,4,4-d]-isocrotonato (che può essere iperpolarizzato sfruttando l'effetto PHIP = ParaHydrogen Induced Polarization).