Carrió, Ignasi

Costansa, J. M.

Revistes Catalanes amb Accés Obert

165
Annals de Medicina 2009; 92: 165-167.
Vidre i mirall: el diagnòstic per la imatge
La nova frontera en diagnòstic per la imatge: la imatge molecular i les
tecnologies de la informació
Ignasi Carrió, Josep Maria Costansa
CETIR Grup Mèdic. Barcelona.
Correspondència: Dr. Ignasi Carrió
CETIR Grup Mèdic
C/ Josep Anselm Clavé, 100
08950 Esplugues
Tel. 93 503 54 42
Adreça electrònica: icarrio@cetir.es
Concepte d’imatge molecular
Durant els darrers anys hem assistit al progressiu
coneixement dels patrons d’expressió genètica que codi-
fiquen els processos biològics normals, com ara la repli-
cació cel·lular, la migració, la transducció de senyals en la
comunicació intercel·lular i d’altres. Així doncs, anem
descobrint els diferents patrons alterats d’expressió genè-
tica que condueixen als múltiples fenotipus de les malal-
ties humanes. Aquestes alteracions de l’expressió genèti-
ca són el resultat de les interaccions amb el medi ambient,
de defectes hereditaris i d’errors en el desenvolupament i
envelliment de les cèl·lules de l’organisme. D’aquesta
manera, la medicina i la biologia modernes s’esforcen en
dissenyar noves formes d’identificar els errors moleculars
fonamentals i, com a conseqüència, en desenvolupar
correctors moleculars per a aquests errors. 
El nom genèric que s’ha donat a aquest nou camp és
el de “Medicina molecular”. En aquesta nova era, el
diagnòstic i el tractament de les malalties estaran basats
en el coneixement de les alteracions moleculars que cons-
titueixen la base de tots els processos patològics. El diag-
nòstic de les malalties evolucionarà des de la localització
de les alteracions funcionals cap a la caracterització dels
components moleculars, dels substrats metabòlics i de la
transmissió de les senyals cel·lulars. 
Per la seva banda, la imatge molecular es defineix
com la caracterització i mesura dels processos biològics a
nivell cel·lular i molecular, utilitzant sistemes externs
d’obtenció d’imatges. El seu objectiu és millorar la com-
prensió de la biologia cel·lular i les seves alteracions mit-
jançant la investigació no invasiva dels processos
cel·lulars i moleculars, tant en la fisiologia normal com en
la malaltia. La genètica ens mostrarà les alteracions genè-
tiques presents en molts estats patològics, la farmacologia
desenvoluparà medicaments que actuaran contra les dia-
nes moleculars i la imatge molecular ens permetrà ava-
luar els pacients i controlar l’efecte terapèutic dels tracta-
ments basats en la biologia molecular. L’objectiu final
serà proporcionar un tractament individualitzat de les
malalties, menys basat en dades obtingudes en grans
grups de malalts i en actituds genèriques i més dirigit al
tractament individualitzat de cada malalt, gràcies a un
coneixement més profund de les seves alteracions biolò-
giques i moleculars.
Al llarg dels anys, CETIR ha jugat un paper central en
la implementació de les noves tecnologies d’imatge en la
medicina catalana, incloent la ressonància magnètica
(RM) i la tomografia per emissió de positrons (PET).
Actualment, CETIR desenvolupa i ofereix les darreres
tecnologies d’imatge molecular i estructural, tant en
l’àmbit clínic com a nivell preclínic. 
Imatge estructural i molecular en medicina
Els avenços de les diferents modalitats d’imatge no
han cessat des de fa un segle, quan Roentgen va descobrir
els raigs X. En els últims anys, el desenvolupament de les
tècniques d’imatge ha contribuït de manera decisiva al
progrés del diagnòstic mèdic i de les ciències de la salut.
Actualment, el 50% dels procediments de diagnòstic per
la imatge que es realitzen utilitza tècniques que no exis-
tien fa pocs anys: tomografia axial computada (TC), res-
sonància magnètica (RM), ultrasons (US), tomografia
computada per emissió de fotó simple (SPECT), tomo-
grafia per emissió de positrons (PET) i altres. Totes les
modalitats d’imatge utilitzen radiació electromagnètica
per a la formació de la imatge, de manera que cada moda-
litat específica utilitza radiació d’una regió determinada
de l’espectre electromagnètic.
A una banda de l’espectre electromagnètic tenim les
tècniques d’SPECT i PET, que utilitzen radiació gamma.
La tècnica d’SPECT ha contribuït notablement al
diagnòstic de les malalties cardíaques i, avui en dia, l’es-
tudi de la perfusió del miocardi amb radioisòtops és el
166
ANNALS DE MEDICINA - VOL. 92, NÚM. 4 2009
mètode de referència per al diagnòstic i avaluació dels
pacients amb cardiopatia isquèmica.
L’avenç més notable en el terreny de la medicina
nuclear és la PET. La PET subministra autèntiques
imatges bioquímiques de les alteracions moleculars
dels processos patològics; així, és possible detectar pre-
coçment l’extensió i possible disseminació dels tumors,
mitjançant la visualització de les alteracions genèti-
ques, moleculars i metabòliques de les cèl·lules tumo-
rals, a la vegada que es pot controlar l’efecte dels dife-
rents tractaments dirigits contra les esmentades altera-
cions moleculars. 
A continuació, seguint l’espectre electromagnètic,
tenim les exploracions amb raigs X i la TC, que s’ha con-
solidat com el mètode principal per avaluar la patologia
abdominal, tumors pulmonars, accidents vasculars cere-
brals, fractures, etc. Amb l’adveniment de la TC multitall,
que permet una millor resolució i escurça considerable-
ment el temps d’exploració, la TC constitueix l’eina bàsi-
ca en el diagnòstic per la imatge. La presentació tridi-
mensional d’imatges i els avenços en els programes de
processat facilitaran la utilització de les exploracions de
TC en la planificació de la terapèutica, especialment en
cirurgia i radioteràpia oncològica.
En la regió de l’espectre electromagnètic corresponent
a la llum visible s’estan desenvolupant noves i sorpre-
nents modalitats d’imatge; per exemple, marcant sondes
moleculars amb substàncies naturals productores de llum
procedents d’alguns insectes (tal com la luciferasa), és
possible observar en l’animal d’experimentació que, quan
aquestes sondes moleculars es fixen en un tumor, la lesió
literalment “s’il·lumina”. Això, de moment, és només
possible en la identificació de lesions superficials de l’a-
nimal d’experimentació, però és evident que tindrà apli-
cacions futures en medicina.
En la regió de les microones tenim les tècniques per
ultrasons, que s’han consolidat com la modalitat més uti-
litzada per a l’obtenció d’imatges anatòmiques seccionals
en la majoria de les especialitats mèdiques. Això és degut
al seu baix cost, a la fàcil accessibilitat i a la possibilitat
d’obtenir imatges en temps real altament informatives.
Amb la introducció dels medis de contrast i les millores
en les tècniques Doppler, els ultrasons s’han convertit en
l’eina bàsica per al diagnòstic de múltiples cardiopaties,
de la patologia abdominal bàsica o del diagnòstic prena-
tal, per citar alguns exemples.
Finalment, en la regió de les ones de ràdio trobem
l’RM. El creixement i la diversificació de les tècniques de
ressonància magnètica ha sigut espectacular. Contínua-
ment millora la velocitat d’adquisició i formació d’imat-
ges diagnòstiques i així millora la resolució espacial. En
el terreny de les neurociències, l’RM constitueix el mèto-
de diagnòstic principal, amb avenços continuats en la for-
mació d’imatges estructurals i funcionals. Les imatges
d’espectroscòpia protònica, amb vòxels d’1 - 2,5 mm, són
ja una realitat en l’estudi dels tumors prostàtics i de la
recurrència dels tumors cerebrals; el seu camp d’aplicació
continuarà creixent. L’RM cardiovascular ha presentat
també avenços molt notables, en particular en la visualit-
zació de la morfologia i funció cardíaques. 
Sovint, la informació que subministren les tècniques
de diagnòstic per la imatge és complementària i la seva
integració és altament desitjable per a un maneig amb una
millor eficiència (relació entre el cost econòmic i efecti-
vitat) pels pacients. Per això, estem assistint a un creixe-
ment de les tècniques híbrides i de combinació d’imatges,
especialment de les que combinen la informació anatòmi-
ca o estructural amb la informació bioquímica o molecu-
lar, com l’SPECT-TC i la PET-TC. Aquest fet l’ha facili-
tat el progrés continuat de les tecnologies de la informa-
ció i comunicació (TIC), que possibilita el tractament
matemàtic de les imatges que permet la seva valoració
conjunta en les diferents modalitats per part d’equips
multidisciplinars connectats virtualment, independent-
ment de la seva ubicació.
Evolució i perspectives de futur de la imatge
molecular en medicina 
La PET-TC en oncologia
La PET és la tècnica d’imatge molecular principal per
al diagnòstic d’extensió dels tumors. La tècnica PET més
freqüent utilitza glucosa marcada amb un emissor de
positrons (F18) per localitzar els focus tumorals. Atès que
la majoria de tumors presenta una elevada captació de
glucosa, la PET pot localitzar amb gran sensibilitat i pre-
cisió els tumors en la majoria de zones de l’organisme.
Les imatges de PET són de cos sencer, fàcils d’interpre-
tar i molt demostratives, especialment quan estan integra-
des amb la TC en els moderns sistemes híbrids PET-TC.
La PET és també molt útil per a la identificació precoç de
recurrències de tumors prèviament tractats i que són difí-
cils de localitzar per mètodes convencionals, com és el
cas de la recurrència del càncer de còlon. 
La PET també es pot utilitzar de manera molt efectiva
per diferenciar les lesions malignes de les benignes; això
és útil, per exemple, en la valoració del nòdul pulmonar.
Un nòdul pulmonar de característiques indeterminades en
la TC és maligne si capta intensament glucosa en la PET
i és benigne si no presenta captació de glucosa. 
Desenvolupaments de cara al futur inclouen l’estudi
del transport d’aminoàcids i la síntesi proteica mitjançant
la metionina o altres aminoàcids marcats amb C11 i F18 i
l’estudi de la síntesi de l’ADN, com a indicador de l’acti-
vitat proliferativa tumoral, mitjançant timidina i anàlegs
marcats amb C11. 
167
IGNASI CARRIÓ, JOSEP MARIA COSTANSA - LA NOVA FRONTERA EN DIAGNÒSTIC PER LA IMATGE: LA IMATGE MOLECULAR I LES TECNOLOGIES DE LA INFORMACIÓ
La PET en l’aparell cardiovascular
La PET permet mesurar l’activitat metabòlica del
miocardi pel que fa al transport i consum d’àcids grassos
i glucosa, així com mesurar la neurotransmissió cardíaca
tant simpàtica com parasimpàtica. 
Per avaluar entitats patològiques tan importants com
el miocardi hivernat, la PET constitueix el patró or. La
PET és, per altra banda, l’única tècnica capaç de mesurar
el flux coronari en unitats absolutes. Les àrees de desen-
volupament que poden utilitzar la PET són l’estudi de
l’angiogènesi i l’estudi de la transferència gènica en pato-
logia cardíaca.
Avui en dia sabem que la major part d’accidents car-
diovasculars, com l’infart de miocardi o l’accident cere-
brovascular, són deguts a l’oclusió aguda del vas sangui-
ni per ruptura d’una placa d’arteriosclerosi anomenada
vulnerable. Aquestes plaques d’ateroma són sovint no
estenòtiques, és a dir, no produeixen una reducció de la
llum del vas sanguini, però tenen unes característiques
morfològiques i moleculars que les fan susceptibles a la
ruptura. Aquestes característiques són, entre d’altres, les
de presentar un nucli necròtic, infiltració de macròfags i
una fina càpsula fibrosa. Mitjançant la imatge molecular
podrem identificar les característiques moleculars especí-
fiques de les plaques vulnerables, distingir-les de les que
són estables i, així, conèixer quins pacients estan verita-
blement a risc d’un episodi agut; per exemple, amb la
PET és possible identificar els macròfags que infiltren
aquestes plaques, ja que presenten un elevat consum de
glucosa, i distingir entre les plaques que presenten infil-
tració de macròfags i les que no. 
La PET en neurociències
La PET es pot emprar en estudis de neuroactivació o
de mapatge funcional ja que delimita i quantifica l’aug-
ment del flux sanguini que es produeix en les àrees cere-
brals activades durant una estimulació motora, sensorial
o cognitiva. La PET s’utilitza també en la investigació
de malalties que cursen sense canvis cerebrals estructu-
rals o anatòmics, com succeeix en molts trastorns psi-
quiàtrics en els quals ha demostrat anomalies del flux
sanguini, consum de glucosa o d’algun sistema de neu-
rotransmissió. Hi ha traçadors PET per a una caracterit-
zació específica de tots els sistemes neurotransmissor-
receptor coneguts.
L’observació de l’expressió genètica
El coneixement del genoma humà i de les seves alte-
racions proporciona noves dianes diagnòstiques i terapèu-
tiques en medicina. La imatge molecular proporciona
eines per demostrar l’expressió genètica. Actualment, uti-
litzant sondes moleculars marcades és possible avaluar si
un gen implantat artificialment és viable i fa la seva fun-
ció en la cèl·lula que l’ha rebut; d’aquesta manera es pot
determinar l’efectivitat de la teràpia genètica basada en la
implantació de nous gens que han de corregir les anoma-
lies moleculars presents en la cèl·lula malalta. 
Conclusió 
En la nova era de la medicina molecular, basada en
el coneixement de les alteracions bioquímiques i mole-
culars que són l’origen de les malalties, les tècniques
d’imatge molecular, que permeten observar les anoma-
lies moleculars i la forma en què els nous tractaments
corregeixen aquestes anomalies, jugaran un paper cen-
tral en la salut en aquest mil·lenni. La integració de la
informació molecular amb l’estructural i l’anatòmica i
els avenços continuats en les tecnologies de la informa-
ció configuraran el desenvolupament futur del diagnòs-
tic per la imatge.


La nova frontera en diagnòstic per la imatge: la imatge molecular i les tecnologies de la informació

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Revistes Catalanes amb Accés Obert