Avance en el diagnóstico por resonancia magnética

Kerstin Münnemann ha sido galardonada, como parte de un equipo internacional, con el Premio Erwin Schrödinger. (Foto: TUK/Koziel)

La resonancia magnética nuclear (RMN) es un procedimiento de imagen no invasivo que, por ejemplo, se utiliza en el diagnóstico médico (tomografía por resonancia magnética, TRM). Para hacer el método más efectivo, la Dra. rer. nat. Kerstin Münnemann, que investiga en la cátedra de Termodinámica de la TU Kaiserslautern (TUK), ha desarrollado, como parte de un equipo internacional de químicos, físicos e ingenieros, un nuevo medio de contraste: fumarato hiperpolarizado. Juntos, los investigadores pudieron mostrar la metodología hasta la obtención de imágenes. Este logro interdisciplinario ha sido galardonado por la Sociedad Helmholtz con el Premio Erwin Schrödinger 2021, dotado con 50.000 euros.

“La resonancia magnética nuclear no interviene en el cuerpo y no requiere radiación de rayos X ni radiación ionizante”, explica Münnemann, quien continuará su trabajo en el nuevo centro de investigación LASE (Laboratorio de Ingeniería Avanzada de Spin) en la TUK. “Por ello, la RMN es, en principio, adecuada — a diferencia de otros procedimientos de imagen como la tomografía computarizada — para el monitoreo a largo plazo de los pacientes. Por ejemplo, cuando se trata de supervisar continuamente el curso o el éxito de una terapia contra el cáncer.”

Sin embargo, hay una “desventaja”: no es posible visualizar los procesos metabólicos porque las moléculas que se deben detectar mediante la imagen están en concentraciones demasiado pequeñas. Es decir, se necesita optimizar la señal. Para esto, Münnemann ha realizado contribuciones decisivas: la químico ha utilizado desde su trabajo de diploma diferentes métodos de hiperpolarización para marcar las sustancias de forma magnética y duradera. “He logrado, mediante el uso de parahidrógeno, un isómero del hidrógeno, producir fumarato hiperpolarizado. El fumarato forma parte del metabolismo energético natural en cada célula y, por tanto, es fisiológicamente inofensivo. En estado hiperpolarizado, la molécula se encuentra en un estado de espín especialmente duradero. Este fumarato activado magnéticamente no podemos verlo mediante RMN, pero sí el malato, en el que se convierte.”

Junto con sus socios de investigación, ha desarrollado el procedimiento funcional desde el punto de vista químico, a través de experimentos prácticos en células vivas, hasta la obtención de imágenes. Münnemann: “La hiperpolarización ya se utiliza en algunos laboratorios y clínicas bien equipados en estudios de resonancia magnética. Hasta ahora, la metodología era muy costosa, lo que impedía un uso más amplio.” Con la técnica de hiperpolarización perfeccionada, que no solo se basa en una molécula que ya existe en el cuerpo, sino que también es más sensible, rápida y económica, los investigadores han sentado las bases para hacer que la RMN basada en metabolismo sea más accesible y segura para el diagnóstico médico. “Esto permite, por ejemplo, hacer visibles las células tumorales en proceso de muerte durante una terapia contra el cáncer — incluso antes de que el tumor comience a reducirse”, añade la química.

Sobre el Premio Erwin Schrödinger

El premio científico del Fondo de Patrocinadores — Premio Erwin Schrödinger — otorga desde 1999 reconocimientos a logros científicos o tecnológicos innovadores en áreas fronterizas entre diferentes disciplinas de la medicina, ciencias naturales e ingenierías, en los que hayan participado investigadores de al menos dos campos. El premio está dotado con hasta 50.000 euros. Normalmente, se entrega oficialmente anualmente en el marco de la Reunión Anual de Helmholtz.