Description du projet
L’imagerie utilisée pour observer l’activité des enzymes liées à la maladie facilite un diagnostic plus précoce
L’imagerie par résonance magnétique (IRM) est une technologie non invasive qui génère des images à haute résolution des tissus et des organes. Depuis sa première utilisation chez l’homme il y a 40 ans, elle est devenue essentielle dans le diagnostic et le suivi de maladies et lésions. L’IRM fonctionnelle, inventée en 1991, repose sur les mêmes principes, mais obtient des images de l’activité métabolique indirectement grâce aux changements de la circulation sanguine. Son utilisation a entraîné des découvertes remarquables dans la recherche biomédicale. Désormais, PRIMOGAIA exploite la technologie d’IRM pour cartographier et quantifier l’activité enzymatique du tissu pathologique. Les enzymes jouent des rôles essentiels dans le métabolisme cellulaire et sont déjà des biomarqueurs précieux de pathologie dans les tests sanguins. Aujourd’hui, leur localisation spatiale à haute résolution dans les tissus améliorera considérablement la détection et le suivi des maladies.
Objectif
PrimoGaia opens up a new pathway in Magnetic Resonance Imaging (MRI) by initiating the concept of in vivo “enzymatic imaging” for a better understanding of human physiology, early detection and prognosis of diseases, monitoring of therapeutic treatment. The main objective is to overcome current boundaries by making it possible to map and quantify the activity of an enzyme in a pathological tissue. It will be accomplished by building an MRI instrumentation operating at earth field in order to allow the use of 70MHz frequency for saturating the Electron Paramagnetic Resonance (EPR) transition of Nitroxyl radicals. Enzyme activity is assessed by the use of suitable probes designed to generate the radical upon action of the enzyme of interest. Upon saturation of the radical EPR resonance, polarization is transferred to the protons of the water molecules (Overhauser MRI). The enhancement factor will be high (more than two orders of magnitude). The polarized water signal thus reports on the local concentration of the radicals that reflect the enzymatic activity. 3 lines of activity will be addressed to generate the radicals of interest, namely: i) using a radical-containing molecular precursor that, upon the action of specific enzyme, yields a radical whose absorption frequency is sufficiently different to be selectively irradiated; ii) the use of paramagnetic impurities on nanodiamond surfaces to increase the OMRI effect; iii) the use of radical precursors as “prodrugs” generating a signal only after their activation. The overall methodology will be much less expensive than the current clinical scanners and will allow distribution in developping countries. PrimoGaia brings together an interdisciplinary consortium of research teams from 4 academics: Aix-Marseille University, U Mons, U Torino (reagents), CNRS Bordeaux (EPR unit, sequences, biology); Fraunhofer (Physics) and 2 companies: “Stelar” (magnetic unit) and “Pure Devices” an innovative SME (MRI instrumentation).
Champ scientifique
Programme(s)
Régime de financement
RIA - Research and Innovation actionCoordinateur
75794 Paris
France