19-03 Proteínas e ingeniería de proteínas
Los últimos avances en bioquímica han hecho posible empezar a construir proteínas desde cero, por lo tanto en principio poder crear una molécula para una tarea específica. Debido a que es la estructura de la proteína la que controla su funcionamiento, se requiere una información detallada sobre su estructura y la RMN de alta resolución es una de las pocas formas de obtenerla.
La resonancia magnética puede ayudar a determinar la estructura de grandes biomoleculas en proteómica y añadir información a la investigación en metabolómica.
Los espectros por RMN ofrecen información acerca de los átomos vecinos para cada átomo en la molécula. Incluso en una proteína pequeña que contiene cientos de átomos, uno de los principales problemas es el exceso de información. El espectrocopista puede diseñar el experimento de RMN para mantener la cantidad de información en un nivel manejable, y posteriormente utilizar programas informáticos de modelado molecular para generar estructuras tridimensionales a partir de los datos de la RMN. Estos programas de investigación se han utilizado, por ejemplo, para el desarrollo de nuevos antibiótico así como para agentes de contraste tanto para rayos X y RM.
19-04 Aplicaciones informáticas y técnicas de reconocimiento de patrones
Con los parámetros de múltiples tejidos la RM tiene una gran variedad de contraste de imagen y el potencial teórico para discriminar entre tejidos y caracterizar diferentes órganos. Esto, por un lado, es una gran ventaja de la imagen por RM, comparado con otras técnicas de imagen, pero por otro lado, puede llegar a ser un inconveniente por que se han de obtener varias series de imágenes con diferente ponderación (es decir, densidad protónica, potenciación T1, T2 pre y postcontraste) de la misma región corporal.
Esto fácilmente conduce a la obtención de cientos de imagen por estudio que han de ser leídas por el médico responsable. La lectura e interpretación de las imágenes se realiza, básicamente, como a) análisis de morfología, y b) el análisis del comportamiento de las señales. En general, la RM es una exploración cualitativa y subjetiva con un gran nivel de incertidumbre.
Para los estudios clínicos rutinarios una simplificación del procedimiento sería ventajosa. Esto puede reducir tanto el tiempo como los costes, así como la incertidumbre diagnóstica. Además, las técnicas de reconocimiento de patrones podrían conducir a un diagnostico preliminar antes de que las imágenes fueran leídas y así aumentar el rendimiento diagnóstico.
La discriminación y caracterización del tejido basada en los tiempos de relajación se ha demostrado inviable. Por tanto, se han de considerar otros métodos. Algunas consideraciones básicas deben incluir: a) las imágenes por RM poseen parámetros físicos, b) existen dificultades para el cálculo y la explotación de estos parámetros; y c) existe la posibilidad de diseñar una prueba multivariable, lo que disminuiría el nivel de incertidumbre en el diagnóstico y aumentaría el rendimiento diagnóstico.
En general, las imágenes de RM son crudas y son inapropiadas para procesar por técnicas de reconocimiento de patrones, principalmente debido a distorsión geométrica, distorsión de intensidad y ruido. Sin embargo, los primeros resultados han demostrado que los ordenadores pueden reconocer ciertas estructuras normales y distinguirlas de las patológicas. Estos métodos también pueden aplicarse a usos industriales de la RM o de otras técnicas de imagen, por ejemplo para programas de control de calidad.
19-05 Pruebas no destructivas
Algunas aplicaciones de la RMN en pruebas no destructivas se han descrito previamente, por ejemplo, examinando componentes plásticos o de cerámica. En este campo, una amplia gama de aplicaciones ya se han desarrollado, pero el espectro de posibles nuevas aplicaciones es amplio. La imagen por RM, particularmente estudios de difusión, se emplean en pruebas no destructivas, por ejemplo, de cerámica. Las pruebas de control de calidad no destructivas se emplean en la industria química, incluyendo material farmacéutico y alimenticio no procesado.
La tecnología espacial puede explotar las posibilidades de la RMN para evaluar los efectos de la microgravedad, la aceleración y las vibraciones sobre materiales y su posible degradación. El seguimiento se podría realizar antes y después de los vuelos espaciales y con el equipo adecuado puede que incluso en el espacio.
Los programas de control de calidad con RMN incluyen además la medida y el control de otras técnicas como la cromatografía. Actualmente existen equipos de RM pequeños y robustos, y pueden desarrollarse equipos para aplicaciones especiales realizados a propósito a precios competitivos. Existen ya disponibles cambiadores de muestras de alto rendimiento para el funcionamiento ininterrumpido.
