13-04 Agentes de contraste dirigidos y órgano-específicos

Uno de los objetivos fundamentales de la investigación en agentes de contraste pa­ra la IRM es el desarrollo de compuestos que activamente identifiquen tejidos o patologías. Con el fin de fijar órganos y obtener mayor especificidad patológica, los óxidos de hierro y liposomas han atraído un interés particular. Para optimizar tales agentes, se deben evaluar como mínimo estos tres parámetros:

  Aumento de la tolerancia – aunque la tolerancia de los compo-
  nentes existentes ya es muy buena; esto incluye inactividad quí-
  mica y biológica, así como una eliminación completa del agente del
  organismo;
  Aumento del realce; os campos altos y ultra-altos requieren un
  agente de contraste diferente a los requeridos por los campos bajos
  y medios/altos;
  Distribución selectiva en el cuerpo para alcanzar concentraci-
  ones locales altas (trazadores específicos de órganos o de patología).

Óxidos de Hierro. Las partículas de óxido de hierro son incorporadas, me­di­an­te fagocitosis, en el interior de las células del sistema retículoendotelial (SER). Esto abre una ruta de acceso selectiva al hígado, bazo, ganglios linfáticos y mé­du­la ósea. Estas partículas también pueden ser aplicadas en imágenes de re­cep­to­res y de anticuerpos, así como en imágenes de perfusión del corazón y del ce­re­bro.

Estos agentes pueden realizar un realce positivo (T1) o negativo (T2/T2*), de­pen­di­en­do del tamaño de la partícula (Tabla 13-04), de su composición y con­cen­tra­ción, de la saturación de la magnetización del material, así como del hard­ware y de las secuencias de pulso utilizadas. Su bio-distribución está de­ter­mi­na­da por el tamaño, forma, carga, hidrofilicidad, composición química y el re­ves­ti­mi­en­to de superficie (véase también: agentes de contraste negativos | efectos de susceptibilidad) [artículo de revisión: ⇒ Corot, ⇒ Laurent 2008].

Tabla 13-04:
Clases de nanopartículas superparamagnéticas dependiendo del tamaño de su partícula.
SPIO: óxido de hierro superparamagnético; USPIO: óxido de hierro superparamagnético ultrapequeño; MPIO: partículas de óxido de hierro micrónicas.

La mayoría de los componentes son polidispersos (población de cristales de óxi­do de hierro de más de un tamaño) y policristalinos (agregados de partículas). Los óxidos de hierro activamente dirigidos [⇒ Chertok 2008] contienen pre­fe­ri­ble­men­te etiquetas superparamagnéticas más pequeñas; son monodispersos (una población de cristales de óxido de hierro de un solo tamaño) y monocristalinos (= MION, esto es, cada partícula consiste en un único cristal).

Las partículas de óxido de hierro usadas de forma intravenosa deben poseer un tamaño de partículas menor de 50 nm, de tal forma que no queden atrapadas durante su paso a través de los pulmones.

Liposomas. Los liposomas son otro grupo de agentes de contraste particulados. Los iones paramagnéticos pueden estar encapsulados en el compartimento acu­o­so de los liposomas o estar unidos a sus bicapas lipídicas. Tanto los quelatos de manganeso como los de gadolinio han sido ligados a liposomas y estudiados pre­clí­ni­ca­men­te. Otros compuestos de liposomas más sofisticados han sido pro­pues­tos, entre ellos los complejos de fosfolípidos spin-marcados y los complejos de quelatos anfipáticos.

13-04-01 Agentes hepáticos

El hígado ha sido seleccionado como el principal órgano para el desarrollo de com­pues­tos dirigidos pasivos: vascular, hepatobiliar y reticuloendotelial. Di­fe­ren­tes posibles patrones de realce se ilustran en la Figura 13-11.

Figura 13-11:
Patrones de realce de los diferentes agentes de contraste hepáticos (modificado de ⇒ Leander).

Aparte de las estructuras vasculares, tanto los hepatocitos como el SRE pueden ser fijados específicamente. Las estructuras vasculares y las lesiones altamente vascularizadas son comúnmente realzadas en los estudios dinámicos realizados con agentes de contraste convencionales de bajo peso molecular (Figura 13-12). Los métodos dinámicos para obtención de imágenes se discuten en detalle en el Capitulo 16.

Figura 13-12:
Hiperplasia nodular focal (HNF) del hígado.
Realce dinámico con Gd-DOTA; primero hay un realce de los vasos arteriales, luego un gran realce del tumor durante la fase temprana de realce arterial, seguido de visualización de las venas. Escala de tiempo aproximada, 90 segundos.

Gd-EOB-DTPA y Gd-BOPTA (Figura 13-13) son dos agentes positivos basados en gadolinio con grupos lipofílicos laterales asociados. Gd-EOB-DTPA [⇒ Runge] es un agente de contraste hepático dirigido, mientras que Gd-BOPTA es un agen­te de contraste multiusos, muy adecuado para la obtención de imágenes hepáticas [⇒ Spinazzi].

Mn-DPDP (mangafodipir; Figura 13-14) es un agente positivo multiusos absorbido, por ejemplo, por los hepatocitos [⇒ Rummeny]. El realce del contraste parece estar relacionado con una liberación limitada del ion de manganeso. Este realce se mantiene durante largo tiempo y puede conseguirse con dosis tan bajas como 10 mmol/kg de peso. Aunque se encuentra en el mercado para aplicaciones hepáticas, el Mangafodipir ha sido preferido en pacientes con problemas renales. Tanto la administración oral como la intravenosa de MnCl2 tienen un efecto similar.

Ferumoxidas, u óxidos de hierro superparamagnéticos, son agentes de realce negativos, absorbidos por el hígado sano que normalmente contiene células reticuloendoteliales mas no son absorbidos por las lesiones hepáticas ya que estas carecen de dichas células (Figura 13-15) [⇒ Paley; véase también: óxidos de hierro].

Figure 13-13:
Gadolinio-BOPTA (MultiHance) en metástasis hepáticas de un tumor pancreático. (a) secuencia GRE potenciada en T1; (b) secuencia GRE potenciada en T2; (c) secuencia GRE potenciada en T1 con realce, 40 minutos después de la inyección; (d) secuencia GRE potenciada en T1 con realce, 90 minutos después de la inyección.

Aunque la composición química del Gd-BOPTA parece ser similar a la de los agentes de gadolinio extracelulares, este agente combina las propiedades extracelulares y las hígado-dirigidas, debido a que aproximadamente el 5% de este compuesto se excreta a través del hígado, como se muestra en este caso de metástasis múltiples.
(Imágenes cortesía de los Dres. Caudana, Morana, and Pistolesi; Verona.)

Figura 13-14:
La captación del Mn-DPDP (mangafodipir) por el hígado se basa en la habilidad de los hepatocitos para excretar iones metálicos. El manganeso se separa del complejo DPDP y es captado por los hepatocitos.

Imágenes GRE potenciadas en T1. (a) Las metástasis están bien delimitadas 15 minutos después de la inyección, y (b) ncluso 24 horas después de la administración, algo del agente de contraste permanece
(Imágenes cortesía del Dr. Martí-Bonmatí; Valencia.)

Figura 13-15:
Ejemplo de un agente de contraste hepático negativo (ferumoxida). Este agente particulado es captado por las células endoteliales y de Kupffer, oscureciendo el tejido hepático debido a su efectiva capacidad para acortar el tiempo de relajación T2.

Imágenes GRE potenciadas en T2: (a) pre-contraste; (b)post-contraste. Las metástasis hepáticas están bien delimitadas en la imagen post-contraste; con este agente el tejido hepático sano se vuelve negro.