Zusammenfassung
Ziel: Die Durchführung von In-vitro- Untersuchungen zur Charakterisierung eisenhaltiger bakterieller Partikel (Magnetosomen)
als superparamagnetisches Kontrastmittel in der Magnetresonanztomographie (MRT). Material und Methoden: Unterschiedliche Konzentrationen an Magnetosomen wurden mit einem klinischen 1,5
T Ganzkörper MR-Tomographen unter Verwendung der Extremitätenspule als Signal- und
Empfangsspule untersucht. Longitudinale und transversale Relaxivität (R1 und R2) von
Magnetosomen wurden mittels einer inversion recovery snapshot gradient recall echo-Sequenz
(IR_FLASH) mit unterschiedlichen Inversionszeiten und einer Multi-Echo Spin-Echo Sequenz
bestimmt. Als Referenzmethode galten Atom-Absorptionsspektrometrie (AAS) und Elektronenmikroskopie.
Ergebnisse: Die bei 21°C auf einem 1,5 T MR-Scanner berechneten Werte für die longitudinale und
transversale Relaxivität der Magnetosomen lagen bei R1 = 7,688 mmol-1 s-1 und R2 = 147,67 mmol-1 s-1 . In sämtlichen Verdünnungen konnte eine korrespondierende Eisenkonzentration mittels
AAS gemessen werden. Mit Elektronenmikroskopie wurden die Eisenpartikel bildlich dargestellt.
Schlussfolgerung: Mit Magnetosomen steht eine neue Substanzklasse an eisenhaltigen Kontrastmitteln zur
Verfügung, deren weitere Untersuchung in Zellkultur und später an Tiermodellen erfolgen
soll. Magnetosomen könnten geeignet sein, als Markersubstanz, die Verteilung und genetische
Expression molekularer therapeutischer Vektoren sichtbar zu machen.
Abstract
Purpose:
In vitro characterization of iron-containing bacterial particles (magnetosomes) as superparamagnetic
contrast agents for MRI. Material and Methods: Different concentrations of magnetosomes were examined with a 1.5 T clinical whole-body
MR system at 21°C using the transit/receive extremity coil. Both longitudinal and
transversal relaxivities (R1 and R2) of the magnetosomes were determined by an inversion
recovery snapshot gradient recall echo (IR FLASH) with various inversion times and
a multi echo spin echo sequence. Atomic absorption spectrometry (AAS) and electron
microscopy were used as reference standard. Results: Longitudinal and transverse relaxivities of the magnetosomes were calculated to be
R1 = 7.688 mmol-1 s-1 and R2 = 147.67 mmol-1 s-1 , respectively. The corresponding iron concentrations were determined in all dilutions
using AAS, while the magnetosomes were morphologically delineated by electron microscopy. Conclusion: Magnetosomes represent a new and interesting class of iron-containing contrast agents
warranting further evaluation in cellular cultures and animal models. Magnetosomes
may be suited for displaying the vector distribution and gene expression of new molecular
therapies.
Key words
MRI - contrast agents - magnetosomes - experimental radiology
Literatur
christoph.herborn@uni-essen.de
