Una startup tedesca di risonanza magnetica sovralimentata potrebbe salvare vite umane consentendo ai medici di vedere se un trattamento contro il cancro sta funzionando.

La tecnologia di “iperpolarizzazione” di NVision utilizza la fisica quantistica per migliorare il segnale magnetico delle molecole nel corpo umano fino a 100.000 volte quello di una scansione MRI standard.

Questa tecnologia consente alla risonanza magnetica di mostrare i cambiamenti nelle cellule a livello metabolico, fornendo molte più informazioni che a livello tissutale e rivelando, nel giro di pochi giorni anziché di mesi, se il trattamento del cancro è efficace o se il tumore sta metastatizzando.

“Alcuni pazienti non hanno tempo. Un trattamento fallito è quasi come una condanna a morte perché non hai abbastanza tempo per cambiare rotta”, ha detto a Euronews.next l’amministratore delegato Sylla Brosh.

La tecnologia di NVision mira a trasformare la risonanza magnetica in un “gioco con la palla completamente diverso”, afferma.

Come funzionano le macchine per la risonanza magnetica e cosa fa questa tecnologia in modo diverso?

La risonanza magnetica utilizza la firma magnetica dell’acqua per determinare la sua posizione nel corpo e come è influenzata dai tessuti circostanti. L’acqua nel sangue avrà un aspetto diverso dall’acqua nei muscoli o nella pelle, dando luogo a diversi segnali magnetici che creano un’immagine anatomica del corpo.

Abbiamo così tanta acqua nei nostri corpi che questo segnale è molto forte. Dove manca la risonanza magnetica, ha spiegato Brosh, è nel rilevare altre piccole molecole nel nostro corpo, note anche come metaboliti.

“Il metabolismo è la vita, il modo in cui viviamo e il modo in cui i tumori cancerosi vivono e crescono usando l’energia”, ha spiegato Brosh. “Quello che stiamo facendo è consentire ai dispositivi MRI di diventare dispositivi di imaging metabolico su larga scala”.

Piuttosto che rendere le macchine per la risonanza magnetica più potenti o sensibili, la tecnologia di NVision si concentra sul rendere il segnale di questi metaboliti più forte e quindi più facile da leggere dalle macchine esistenti.

La startup ha scelto un metabolita del piruvato, che è fondamentalmente uno zucchero che i granchi adorano. Quello che fa NVision è prendere quello zucchero e manipolare lo spin nucleare sugli atomi di carbonio, per aumentare il segnale magnetico della molecola 100.000 volte in una risonanza magnetica standard.

“Ciò che la risonanza magnetica sta davvero rilevando sono questi giri in corso sugli atomi”, ha affermato Ellie Schwartz, CTO di NVision. “Il problema con una risonanza magnetica è che la maggior parte delle rotazioni non sono dirette in una direzione, quindi le ruoti tutte e le manipoli bene insieme. Ne hai alcune in alto, altre in basso e si annullano l’un l’altro fuori.

“Quello che stiamo facendo per il nostro zucchero è che li stiamo indirizzando tutti – o quasi tutti – in una direzione”, ha spiegato.

Sembra complicato? Immagina di provare a contare i soldatini sparsi per terra. Se fossero tutti in piedi in una linea retta ordinata, sarebbe molto più facile contarli.

Come Google Street View per le celle

Non solo è più facile per la macchina per la risonanza magnetica raccogliere questi segnali, ma può interpretare più informazioni da essi.

Un esempio di questo ulteriore livello di informazioni è la differenza tra l’utilizzo di Google Maps e Google Street View. Sulla mappa, una strada è solo una linea. Ma se lo ingrandisci ed esplori come in Google Street View, puoi vedere come appare nella realtà, cosa sembra organizzato e cosa no.

Mostrare i metaboliti nella risonanza magnetica è di vitale importanza; Consente agli operatori sanitari di monitorare come il corpo li sta elaborando e dove le cose non funzionano come dovrebbero.

Quando il piruvato entra nelle cellule normali, parte di esso viene convertito in lattato, ma solo una piccola quantità. Tuttavia, le cellule tumorali producono molto più lattato del normale. Pertanto, rilevare questa eccessiva produzione di lattato potrebbe consentire ai medici di identificare con sicurezza un tumore e vedere dove sta crescendo.

“In tempo reale, stai monitorando lo zucchero mentre entra nella cellula e si trasforma in altri metaboliti”, ha spiegato Brosh. “È una dimensione completamente nuova che una risonanza magnetica può darti.”

Pensa a una risonanza magnetica come a un’istantanea delle auto in un parcheggio. Lo sono ancora, quindi vediamo che aspetto hanno, ma non sappiamo nulla di come funzionano. Ma dai loro benzina e guardali guidare, e vedrai le cose che vanno male, cioè quelle che non mantengono la corsia o quelle che accelerano e mettono a rischio.

“Questo è esattamente quello che stiamo facendo qui. Stiamo alimentando le celle e stiamo cercando di capire come possono essere utilizzate”, ha detto Brosh.

È sicuro?

Nei suoi laboratori di Ulm, in Germania, NVision prepara e purifica questo “zucchero quantico” in modo che sia sicuro per l’iniezione.

“Queste sono tutte sostanze naturali nel corpo e vengono iniettate in condizioni fisiologiche normali, quindi sono completamente innocue”, ha affermato Anna Parker, direttore senior dell’iperpolarizzazione NMR (risonanza magnetica nucleare).

Il grande vantaggio della risonanza magnetica, ha aggiunto, è che è innocua e puoi eseguirla tutte le volte che è necessario senza causare danni nel tempo, a differenza delle scansioni PET-TC o dei raggi X che ti espongono alle radiazioni.

Ma l’effetto depolarizzante della tecnologia NVision dura solo pochi minuti, quindi deve essere eseguito appena prima della scansione MRI.

Tutto ciò che un operatore sanitario deve fare è mettere una fiala dello “zucchero quantico” di NVision in un iperpolarizzatore. La macchina utilizza il paraidrogeno per caricare il liquido in meno di due minuti, dopodiché è pronto per essere iniettato nel paziente.

NVision afferma che alcuni dei principali centri di ricerca sul cancro del mondo hanno provato la sua tecnologia, tra cui Memorial Sloan Kettering e MD Anderson e Mass General (Massachusetts General Hospital) negli Stati Uniti e University College London, Cambridge e Zurich ETH in Europa. I primi sistemi dovrebbero essere acquistati e consegnati nel primo trimestre del 2024.

Affrontare il cancro, così come il morbo di Alzheimer

General Electric ha sviluppato una tecnologia di iperpolarizzazione concorrente che è già in uso, ma richiede temperature molto più basse, a differenza di NVision, ed è anche molto più compatta.

Quindi la start-up tedesca spera di poter crescere rapidamente per convincere centinaia di migliaia di pazienti a utilizzare la sua tecnologia, seguendo un “modello Nespresso” in cui fornisce sia una macchina polarizzante che kit (l’equivalente di cialde di caffè) per l’iniezione a ciascuno paziente.

Il cancro è l’obiettivo principale di NVision al momento, ma afferma che la capacità di tracciare il metabolismo nell’imaging potrebbe aiutare a rilevare molte altre condizioni, come le malattie cardiache, i disturbi neurodegenerativi come l’Alzheimer e persino i disturbi reumatici, molto prima che compaiano i loro sintomi. .

“Pensiamo che tutte queste malattie siano precedute da un cambiamento nel metabolismo”, ha detto Brosh.

NVision sta anche esplorando i modi in cui la tecnologia può aiutare a capire come i nuovi organi vengono prelevati dopo il trapianto e come può essere utilizzato come potente strumento di analisi chimica utilizzando la spettroscopia di risonanza magnetica nucleare. In termini semplici, può aiutare gli scienziati a identificare una miscela di molecole sconosciute analizzando le loro firme chimiche.

“È la spina dorsale di molti diversi tipi di ricerca scientifica, quindi speriamo di poter offrire anche un modo completamente nuovo di eseguire la spettroscopia NMR e l’analisi chimica”, ha affermato Parker.