Experimenting with options of AES payments using a spatial explicit agent-based model

1.1.4.1. Espectrometria de masas

En los isótopos estables, las diferencias de masa son lo suficientemente grandes como para que las características físicas y químicas de las moléculas que los contienen, sean ligeramente diferentes. El ejemplo más clásico es el de la presión de vapor de una molécula de agua que contiene los isótopos pesados de oxígeno e hidrógeno (18O y 2H), que es ligeramente inferior a la de aquella que contiene los ligeros (16O y 1H). Al evaporarse, las moléculas que pasarán primero a vapor serán aquellas más “ligeras” (1H1H 16O). En la naturaleza tienen lugar

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La aprobación de la FDA convierte a Fingolimod en el primer tratamiento oral para las formas recurrentes de la EM en los Estados Unidos, que es comercializado en España por la compañía Novartis.

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muchos procesos fisicoquímicos (incluyendo las reacciones enzimáticas) que determinan la forma en que los isótopos se reparten entre diferentes sustancias o entre diferentes fases de una misma sustancia, y a esto se le conoce como fraccionamiento isotópico. Como resultado de estos procesos de fraccionamiento nos encontramos con sustancias que difieren ligeramente en la distribución de los isótopos estables y por tanto en su masa, diferencias que pueden medirse mediante la Espectrometría de Masas de Razones Isotópicas (IRMS o GIRMS, en sus siglas inglesas) en lo que denominamos estudios de abundancia natural.

No obstante, está alcanzando una enorme popularidad el uso de los isótopos estables como trazadores añadidos al medio que se estudia. En este caso las diferencias serían mucho mayores y hablaríamos de análisis de muestras enriquecidas o muestras marcadas.

Inicialmente, el estudio de los isótopos estables estuvo relacionado mayoritariamente con la geoquímica y los estudios de abundancia natural, pero con el desarrollo de los espectrómetros de masas de flujo continuo y la posibilidad de usar las sustancias marcadas, su aplicación se extendió a las ciencias biológicas, de tal modo que hoy en día es una técnica analítica casi rutinaria en muchos campos de investigación.

La determinación de la composición isotópica de C, N, O o H de compuestos moleculares o biomoléculas (biomarcadores también pueden denominarse) mediante la técnica GCC-IRMS (también se puede encontrar como GC-IRMS, GC-C/TC-IRMS o irmGC/MS) es una aplicación relativamente reciente que ha revolucionado el campo de la isotopía. Poder medir a nivel de picomoles de compuesto, en mezclas previamente separadas por medio de la cromatografía de gases, permite la aplicación de los análisis de isótopos estables en situaciones donde hasta hace poco tiempo era imposible por la enorme cantidad de tiempo y esfuerzo necesario para aislar las sustancias de interés.

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Así podemos encontrar análisis isotópicos en estudios metabólicos, en biodegradación, en ecología microbiana, en arqueología o en estudios paleoambientales por poner sólo algunos ejemplos. Siendo los compuestos estudiados del tipo ácidos grasos, aminoácidos, alcanos, alcoholes, PAHs, PCBs, entre otros.28 Se está realizando su extensión a biomoléculas en la actualid.

1.1.4.2. PET (Positron Emission Tomography)

La tomografía por emisión de positrones o PET (por las siglas en inglés de Positron Emission Tomography), es una técnica no invasiva de diagnóstico e investigación ¨in vivo¨ por imagen capaz de medir la actividad metabólica del cuerpo humano. Al igual que el resto de técnicas diagnósticas en Medicina Nuclear, la PET se basa en detectar y analizar la distribución tridimensional que adopta en el interior del cuerpo un radiofármaco de vida media ultracorta administrado a través de una inyección intravenosa. Según qué se desee estudiar se usan diferentes radiofármacos.

La imagen se obtiene gracias a que los tomógrafos son capaces de detectar los fotones gamma emitidos por el paciente. Éstos fotones gamma de 511 Kev son el producto de una aniquilación entre un positrón, emitido por el radiofármaco, y un electrón cortical del cuerpo del paciente. Ésta aniquilación da lugar a la emisión, fundamentalmente, de dos fotones. Para que estos fotones acaben por conformar la imagen deben detectarse ¨en coincidencia¨, es decir, al mismo tiempo; en una ventana de tiempo adecuada (nanosegundos), además deben provenir de la misma dirección y sentidos opuestos, pero además su energía debe superar un umbral mínimo que certifique que no ha sufrido dispersiones

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Torsten C. Schmidt, Luc Zwank, Martin Elsner, Michael Berg, Rainer U. Meckenstock, Stefan B. Haderlein “Compound-specific sable isotope análisis of organic contaminants in natural environments: a critical review of the state of the art, prospects, and future challenges”

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energéticas de importancia en su trayecto (fenómeno de scatter) hasta los detectores. Los detectores de un tomógrafo PET están dispuestos en anillo alrededor del paciente, y gracias a que detectan en coincidencia a los fotones generados en cada aniquilación, conformaran la imagen. Para la obtención de la imagen, estos fotones detectados son convertidos en señales eléctricas. Esta información posteriormente se somete a procesos de filtrado y reconstrucción, gracias a los cuales se obtiene la imagen.

Existen varios radiofármacos emisores de positrones de utilidad médica. El más importante de ellos es el Flúor-18, que es capaz de unirse a la 2-O- trifluorometilsulfonil manosa para obtener el trazador 18-Flúor-Desoxi-Glucosa (18FDG). Gracias a lo cual, tendremos la posibilidad de poder identificar, localizar y cuantificar, a través del SUV (Standardized Uptake Value), el consumo de glucosa. Esto resulta un arma de capital importancia para el diagnostico médico, puesto que muestra qué áreas del cuerpo tienen un metabolismo glucídico elevado, que es una característica primordial de los tejidos neoplásicos. La utilización de la 18FDG por los procesos oncológicos se basa en que en el interior de las células tumorales se produce, sobre todo, un metabolismo fundamentalmente anaerobio que incrementa la expresión de las moléculas transportadoras de glucosa (de la GLUT-1 a la GLUT-9), el aumento de la isoenzima de la hexokinasa y la disminución de la glucosa-6-fosfotasa. La 18FDG sí es captada por las células pero al no poder ser metabolizada, sufre un ¨atrapamiento metabólico¨ gracias al cual se obtienen las imágenes.

Así, la PET nos permite estimar los focos de crecimiento celular anormal en todo el organismo, en un solo estudio, por ser de un estudio de cuerpo entero, por lo tanto nos permitirá conocer la extensión. Pero además sirve, entre otras cosas, para evaluar en estudios de control la respuesta al tratamiento, al comparar el comportamiento del metabolismo en las zonas de interés entre los dos estudios.

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Para el paciente la exploración no es molesta ni dolorosa. Se debe consultar en caso de mujeres lactantes o embarazadas ya que en estas situaciones se debe de retrasar la prueba, o bien no realizarse. Se debe acudir en ayunas de 4- 6 horas, evitando el ejercicio físico en el día previo a la exploración y sin retirar la medicación habitual. La hiperglucemia puede imposibilitar la obtención de imágenes adecuadas, obligando a repetir el estudio posteriormente. Tras la inyección del radiofármaco, el paciente permanecerá en una habitación en reposo. La exploración tiene una duración aproximada de 30-45 minutos.

Además de la oncología, donde la PET se ha implantado con mucha fuerza como técnica diagnóstica, desplazando al TAC como primera opción diagnóstica en algunas indicaciones, otras áreas se benefician de este tipo de exploraciones, como son la neurología y la cardiología. También tiene un gran papel en estudios de experimentación clínica. En la actualidad, se está llevando a cabo una intensa labor investigadora con los isótopos 14N y 15N.