I ricercatori hanno sviluppato un nuovo modo per magnetizzare le molecole che si trovano naturalmente nel corpo umano, aprendo la strada a una nuova generazione di tecnologia di risonanza magnetica (MRI) a basso costo che trasformerebbe la nostra capacità di diagnosticare e curare malattie compreso il cancro, diabete e demenza.

Mentre ancora nelle prime fasi, ricerca riportata oggi sulla rivista Progressi scientifici ha compiuto passi significativi verso un nuovo metodo di risonanza magnetica con il potenziale per consentire ai medici di personalizzare trattamenti medici salvavita e consentire l'imaging in tempo reale in luoghi come sale operatorie e studi medici.

risonanza magnetica, che funziona rilevando il magnetismo delle molecole per creare un'immagine, è uno strumento fondamentale nella diagnostica medica. Però, la tecnologia attuale non è molto efficiente:un tipico scanner ospedaliero rileverà efficacemente solo una molecola ogni 200, 000, rendendo difficile vedere il quadro completo di ciò che sta accadendo nel corpo.

Scanner migliorati sono ora in fase di sperimentazione in vari paesi, ma poiché funzionano allo stesso modo dei normali scanner MRI - utilizzando un magnete superconduttore - questi nuovi modelli rimangono ingombranti e costano milioni per l'acquisto.

Il gruppo di ricerca, con sede presso l'Università di York, ha scoperto un modo per rendere le molecole più magnetiche, e quindi più visibile - un metodo alternativo che potrebbe produrre una nuova generazione di tecniche di imaging a basso costo e altamente sensibili.

Il professor Simon Duckett del Center for Hyperpolarisation in Magnetic Resonance dell'Università di York ha dichiarato:"Quello che pensiamo di avere il potenziale di ottenere con la risonanza magnetica potrebbe essere paragonato ai miglioramenti della potenza e delle prestazioni di calcolo negli ultimi 40 anni. Mentre sono uno strumento diagnostico fondamentale, gli attuali scanner ospedalieri potrebbero essere paragonati all'abaco, il recente sviluppo di scanner più sensibili ci porta al computer di Alan Turing e ora stiamo cercando di creare qualcosa di scalabile e a basso costo che ci porti al tablet o allo smartphone".

Il team di ricerca ha trovato un modo per trasferire il magnetismo "invisibile" del paraidrogeno - una forma magnetica di gas idrogeno - in una serie di molecole che si trovano naturalmente nel corpo come il glucosio, urea e piruvato. Usando l'ammoniaca come vettore, i ricercatori sono riusciti a "iperpolarizzare" sostanze come il glucosio senza modificarne la composizione chimica, che rischierebbero che diventino tossici.

È ora teoricamente possibile che questi magnetizzati, sostanze non nocive potrebbero essere iniettate nel corpo e visualizzate. Poiché le molecole sono state iperpolarizzate, non sarebbe necessario utilizzare un magnete superconduttore per rilevarle:più piccole, basterebbero magneti più economici o anche solo il campo magnetico terrestre.

Se il metodo dovesse essere sviluppato con successo, potrebbe consentire di vedere una risposta molecolare in tempo reale e a basso costo, la natura non tossica della tecnica introdurrebbe la possibilità di scansioni regolari e ripetute per i pazienti. Questi fattori migliorerebbero la capacità della professione medica di monitorare e personalizzare i trattamenti, possibilmente con conseguenti risultati più positivi per gli individui.

"In teoria, fornirebbe una tecnica di imaging che potrebbe essere utilizzata in una sala operatoria, " aggiunse Duckett. "Ad esempio, quando un chirurgo estrae un tumore al cervello da un paziente, mira a rimuovere tutto il tessuto canceroso rimuovendo allo stesso tempo il minor numero possibile di tessuto sano. Questa tecnica potrebbe consentire loro di visualizzare con precisione il tessuto canceroso a una profondità molto maggiore in quel momento".

La ricerca ha anche il potenziale per portare la risonanza magnetica nei paesi in via di sviluppo che non dispongono di alimentazione o infrastrutture ininterrotte per far funzionare gli scanner attuali.

Oltre alle sue applicazioni in medicina e sanità generale, il metodo potrebbe anche fornire vantaggi alle industrie chimiche e farmaceutiche oltre alla scienza ambientale e molecolare.

Dottor Peter Rayner, Associato di ricerca presso l'Università di York, ha dichiarato:"Il nostro metodo riflette uno dei progressi più significativi nella risonanza magnetica nell'ultimo decennio".

Ricerca associata, Il dottor Wissam Iali ha aggiunto, "Dato che la spettroscopia a risonanza magnetica è di vitale importanza per le industrie chimiche e farmaceutiche del Regno Unito, Vedo opportunità significative per loro di sfruttare il nostro approccio per migliorare la loro competitività".

Usando il paraidrogeno per iperpolarizzare le ammine, ammidi, acidi carbossilici, alcoli, fosfati e carbonati è pubblicato in Progressi scientifici .