Descrizione del progetto
L’imaging dell’attività degli enzimi associati a una malattia agevolerà le diagnosi precoci
La risonanza magnetica per immagini (RM) è una tecnologia non invasiva che genera immagini ad alta risoluzione di tessuti e organi. Fin dal suo primo utilizzo su un essere umano oltre 40 anni fa, è diventata fondamentale nella diagnosi e nel monitoraggio di malattie e lesioni. La RM funzionale, inventata nel 1991, si basa sugli stessi principi, ma illustra indirettamente l’attività metabolica attraverso cambiamenti nel flusso sanguigno. Il suo utilizzo ha portato a notevoli scoperte nella ricerca biomedica. Oggi, il progetto PRIMOGAIA sta sfruttando la tecnologia RM per mappare e quantificare l’attività degli enzimi nel tessuto patologico. Gli enzimi svolgono ruoli critici nel metabolismo cellulare e sono già preziosi biomarcatori di patologia negli esami del sangue. Ora, la loro localizzazione spaziale ad alta risoluzione nei tessuti migliorerà in modo significativo il rilevamento e il monitoraggio delle malattie.
Obiettivo
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).
Campo scientifico
Programma(i)
Invito a presentare proposte
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H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
Meccanismo di finanziamento
RIA - Research and Innovation actionCoordinatore
75794 Paris
Francia