L’IDIBAPS compta amb diverses plataformes científiques que disposen de serveis especialitzats per als investigadors de la institució i d’altres centres. Una d’aquestes és la plataforma d’imatge de ressonància magnètica, que ofereix les tècniques més actuals d'imatge per ressonància magnètica.
Escàner 3 tesles i 7 tesles
La història de la plataforma comença l’any 2000, amb l’acord entre el Centre de Diagnòstic per la Imatge de l’Hospital Clínic i la Universitat de Barcelona per adquirir el primer equip. Des de llavors l’evolució ha estat constant, amb la incorporació de nous escàners, canvis d’ubicació i, fins i tot, la creació d’un laboratori d’imatge. Bona part d'aquesta transformació ha estat gràcies a la tasca de l'equip encapçalat per Núria Bargalló, qui durant molts anys ha estat la responsable de la plataforma i actualment n'és la directora científica. Ara, un equip renovat enfronta el repte de visibilitzar la tasca de la plataforma i esdevenir un servei de referència pels investigadors.
Actualment, la plataforma disposa de dos escàners: un de tres tesles, per a la recerca en humans, i un de set, per a la investigació en animals petits de laboratori i mostres de teixit post-mortem. “El tesla és la unitat que indica la potència dels instruments de ressonància magnètica. A la pràctica clínica, de rutina, s’utilitzen escàners d’un tesla i mig. La resolució de les imatges és suficient per al diagnòstic clínic, però en recerca ens cal més detall”, explica Emma Muñoz-Moreno, responsable de la plataforma des del passat mes de juliol. “Com més tesles tingui l’aparell, més resolució obtindrem. És a dir, podrem distingir estructures més fines i sofisticades. En animals, necessitem escàners amb més resolució que en humans, perquè els seus òrgans i teixits són més petits. Ens cal treballar a l’escala de les micres, en lloc de mil·límetres. No obstant això, incrementar la potència també comporta un augment de soroll o distorsió que caldrà eliminar durant el processament de la imatge”.
Emma Muñoz-Moreno, responsable de la plataforma de ressonància magnètica de l'IDIBAPS
Assessorament en projectes
La plataforma és molt més que un servei per adquirir imatges per ressonància magnètica. També ofereix assessorament en el disseny del projecte i l’equip s’involucra tant en la seva escriptura, com en la dels articles científics que en resultin. “No tots els investigadors coneixen les possibilitats de la ressonància magnètica, més enllà de les aplicacions estàndard. Per això, nosaltres els acompanyem des de l’inici, quan es plantegen com les tècniques d’imatge els poden ajudar en la seva recerca, fins a la discussió dels resultats i la preparació dels articles. És a dir, si ho desitgen, els donem un servei integral”, explica Muñoz-Moreno.
Transformar les imatges en informació
Mitjançant un potent imant i seqüències de polsos de radiofreqüència, la ressonància magnètica permet visualitzar de forma detallada l’estructura i propietats dels teixits interns de l’organisme. “Cal destacar, que el terme “ressonància magnètica” engloba diferents tipus d’imatges. És a dir, segons com ajustem els paràmetres de l’escàner, obtindrem imatges estructurals, de difusió, funcionals, d’espectroscòpia o d’angiografia, per citar alguns exemples”. Les imatges que s’obtenen són en blanc i negre, però és la intensitat d’aquests colors el que dona informació sobre les diferents propietats dels teixits. “Per exemple, en el cervell, el fet que una zona sigui més clara o més fosca ens pot permetre diferenciar la substància blanca de la grisa en una imatge estructural. En altres tipus d’imatge, la intensitat també es pot relacionar amb la microestructura del teixit, l’activació de les neurones, la concentració de metabòlits o el flux sanguini. Per obtenir tota aquesta informació, apliquem algoritmes de processat específics per a cada tipus d’imatge”.
Connectivitat funcional en cervell humà (a dalt) i de ratolí (a baix), obtinguda mitjançant ressonància magnètica funcional en estat de repòs. Les àrees acolorides corresponen a l'activació de la xarxa neuronal per defecte.
De fet, la plataforma destaca precisament pel seu servei de processament d’imatge. Muñoz-Moreno, enginyera de telecomunicacions, junt amb dos enginyers biomèdics i dos físics s’encarrega de dur a terme la tasca de transformar la matriu d’uns i zeros que componen la imatge original en blanc i negre, en imatges en color de les fibres nervioses que connecten les àrees cerebrals o de les xarxes neuronals que s’activen mentre l’individu realitza una acció. “Dissenyem i apliquem els models matemàtics per identificar, reconstruir en tres dimensions i quantificar l’activació de les diferents zones cerebrals”, comenta Muñoz-Moreno. Hi ha poques plataformes que comptin amb equips o grups amb els coneixements necessaris per fer aquestes anàlisis. Per això la plataforma rep moltes sol·licituds, fins i tot d’investigadors d’altres països. “Avui dia, el processament de les imatges suposa la major part de la càrrega de treball de la plataforma. No obstant això, l’equip també compta amb tècnics dels equips de ressonància, encarregats de l’adquisició de les imatges, així com un biòleg especialitzat en la cura i manipulació dels animals, que realitzen tasques essencials per al funcionament del servei”.
Estudiar òrgans i teixits, també després de la mort
Gran part dels projectes en els quals col·labora la plataforma són de neuroimatge. Destaca la recerca en psiquiatria, tant en infants com en adults, esclerosi múltiple, ictus, malaltia d’Alzheimer o Parkinson. Per exemple, en el cas d’aquesta última malaltia, els investigadors han estudiat com l’alfa-sinucleïna, la proteïna associada a la mort de les neurones de la substància negra i l’aparició dels trastorns del moviment, afecta la connectivitat del cervell, en ratolins. Així mateix, un altre grup ha trobat diferències en l’estructura del tronc cerebral dels pacients, en comparació amb persones sanes.
Imatge estructural d'alta resolució del cervell de rata Fisher (esquerra) i de rata TgF344-AD (dreta), un model transgènic de malaltia d'Alzheimer. S'observa la presència de punts principalment al còrtex relacionats amb plaques del pèptid amiloide beta.
La ressonància magnètica, però, té aplicacions en moltes altres àrees de recerca i, recentment, la plataforma ha iniciat un estudi en el camp de la cardiologia. Una altra línia que l’equip vol impulsar és l’estudi de mostres post-mortem. “La nostra idea és explorar aquesta opció. Veure si tot allò que s’observa post-mortem reprodueix el que passa a l’organisme viu, amb la idea de descobrir marcadors o identificar mecanismes i estructures que puguin tenir utilitat diagnòstica o terapèutica”, declara Muñoz-Moreno. “A més, com la mida de les mostres acostuma a ser petita, l’escàner que emprem és el de set tesles, fet que ens permet obtenir imatges de major resolució que els estudis realitzats in vivo en humans. Ens agradaria que els investigadors coneguessin la possibilitat de dur a terme aquests experiments per col·laborar amb ells o fins i tot amb el biobanc. Creiem que pot ser molt interessant i aportar valor a la investigació que es duu a terme a la institució”.
Vasculatura en cervell de rata sa (esquerra) i després de sis mesos d'oclusió bilateral de l'artèria caròtida (dreta).
Trobareu més informació i el contacte de la plataforma a l'apartat corresponent de la pàgina web: https://www.clinicbarcelona.org/ca/idibaps/core-facilities/imatge-de-ressonancia-magnetica
Aquest contingut s’ha elaborat gràcies al suport de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT).
