El cáncer de próstata humano (PCa) es un tipo de malignidad y uno de los cánceres más diagnosticados en hombres. La elastina es un componente importante de la matriz extracelular y está involucrada en la estructura y organización del tejido prostático. El presente estudio examinó el cáncer de próstata en un modelo de ratón xenoinjertado utilizando una sonda molecular específica para la elastina para la imagenología molecular por resonancia magnética. Se compararon y analizaron dos tamaños de tumor diferentes (500 mm y 1000 mm) mediante MRI in vivo y de manera histológica y analítica ex vivo. Se utilizó la secuencia ponderada en T1 en un escáner clínico de 3 T para calcular la mejora de contraste relativa antes y después de la administración de la sonda. Nuestros resultados muestran que el uso de una sonda específica para la elastina permite una mejor discriminación entre los tumores y el tejido sano circundante. Además, se confirmó la unión específica de la sonda a las fibras de elastina mediante examen histológico y espectrometría de masas acoplada por plasma de ablación láser (LA-ICP-MS). Los tumores más pequeños mostraron una intensidad de señal significativamente mayor (> 0.001), lo que se correlaciona con la mayor proporción de fibras de elastina en la evaluación histológica que en los tumores más grandes. Se observó una fuerte correlación entre la mejora relativa (RE) y la tinción de Elastica-van Gieson (R2 = 0.88). La RE se relacionó con los datos de espectrometría de masas acoplada por plasma para Gd y mostró una correlación (R2 = 0.78). Por lo tanto, la MRI molecular podría convertirse en una nueva herramienta cuantitativa para la evaluación y detección temprana del PCa.