Bases moleculares y fisiopatológicas del contraste por transferencia de magnetización en imágenes por resonancia magnética

Resum

Esta Tesis investiga, in vitro e in vivo, las bases moleculares y fisiopatológicas de los procesos de Transferencia de Magnetización entre protones de macromoléculas y el agua circundante, mediante espectroscopía de alta resolución 1H-RMN e imagen por Resonancia Magnética (IRM). Se ha empleado como sistema modelo in vitro, soluciones acuosas de glutation oxidado, un dipéptido formado por dos cadenas de glutámico, cisteína y glicina, unidas por un puente disulfuro. Este péptido presenta grupos NH2 y NH que intercambian su magnetización intramolecularmente y con los protones del agua libre presentes en la disolución. Nuestro estudio ha investigado la dependencia del intercambio de magnetización con el pH, la temperatura y la microviscosidad. La termodinámica del intercambio se estudió empleando espectros z y las ecuaciones de Van¿t Hoff. Los resultados indican que el intercambio de magnetización es un proceso reversible dirigido entrópicamente a pH 4.0 y 9.0, y entálpicamente a pH 6.5, en el caso de las moléculas de agua. Sin embargo, los intercambios entre los protones de los grupos NH y las moléculas de agua están dirigidos entrópicamente en todos los casos. Mediante experimentos de pulso y gradiente se investigó la variación en el coeficiente de difusión aparente del agua. Un aumento de la viscosidad de la solución reduce el intercambio de magnetización hasta en un 45%, lo que indica que en estos procesos, los movimientos translacionales de las especies en intercambio juegan un papel importante. Nuestros resultados también demuestran que los procesos de intercambio dependen del pH y del pKa de los grupos intercambiables, resultando cinética y termodinámicamente más favorables entre los protones de las moléculas de agua de la solución que entre los protones del glutation o entre el glutation y el agua. Paralelamente se investigó mediante química computacional la energía de interacción entre diversas regiones