Учените използваха ядрено-магнитен резонанс, за да покажат мозъчно възпаление in vivo за първи път

В едно революционно проучване, изследователи от Института по невронауки UMH-CSIC са замислили иновативен неинвазивен подход за изобразяване на микроглиалната и астроцитната активация в сивото вещество на мозъка с помощта на дифузионно-претеглено магнитно резонансно изображение (dw-MRI), според прессъобщение от институцията, публикувана в петък. Разработката може да има приложения при Алцхаймер и други деменции, Паркинсон и множествена склероза.

Първият сигнал от този тип ЯМР

“Това е първият път, когато е показано, че сигналът от този тип ЯМР (dw-MRI) може да открие микроглиална и астроцитна активация, със специфични отпечатъци за всяка клетъчна популация. Тази стратегия, която използвахме, отразява морфологичните промени, валидирани след мортем чрез количествена имунохистохимия”, отбеляза д-р Силвия де Сантис и д-р. Santiago Canals, и двата от Института по невронауки UMH-CSIC.

Предишният златен стандарт за изобразяване на възпаление на мозъка in vivo беше позитронно-емисионна томография (PET). Този процес обаче беше труден за обобщаване и беше свързан с излагане на йонизиращо лъчение.

Поради това той е запазен за употреба при уязвими популации и в надлъжни проучвания. От друга страна, дифузионно-претегленият ЯМР има уникалната способност да изобразява микроструктурата на мозъка in vivo неинвазивно и с висока разделителна способност чрез улавяне на произволното движение на водните молекули в мозъчния паренхим, за да генерира контраст в изображенията на ЯМР.

Кохорта от здрави хора с висока разделителна способност

Новият подход беше тестван в група здрави хора с висока разделителна способност, “при който направихме анализ на възпроизводимостта. Значителната връзка с известните модели на плътност на микроглията в човешкия мозък подкрепя полезността на метода за генериране на надеждни биомаркери на глия. Ние вярваме че характеризирането, използвайки тази техника, на съответните аспекти на тъканната микроструктура по време на възпаление, неинвазивно и надлъжно, може да има огромно влияние върху нашето разбиране за патофизиологията на много мозъчни състояния и може да трансформира текущата диагностична практика и стратегиите за наблюдение на лечението на невродегенеративни заболявания, ” добави Силвия де Сантис.

Освен това е установено, че техниката е чувствителна и специфична за откриване на възпаление със и без невродегенерация, така че и двете състояния да могат да бъдат диференцирани. Освен това прави възможно да се разграничат характеристиките на възпаление и демиелинизация на множествената склероза.

За да потвърдят модела, изследователите са използвали установена парадигма на възпаление при плъхове въз основа на интрацеребрално приложение на липополизахарид (LPS), както и установена парадигма на демиелинизация, базирана на фокално приложение на лизолецитин, за да покажат, че разработените биомаркери не отразяват тъканни промени, често срещани при мозъчни заболявания.

Новият метод може просто да революционизира лечението на невродегенеративни заболявания. Ученето се публикува в дневника Научни постижения.

Резюме:

Докато глията все повече се замесва в патофизиологията на психиатричните и невродегенеративните разстройства, наличните методи за изобразяване на тези клетки in vivo включват или инвазивни процедури, или позитронно-емисионни томографски радиомаркери, които позволяват ниска разделителна способност и специфичност. Тук представяме метод за неинвазивен дифузионно-претеглен магнитен резонанс (MRI) за изобразяване на промените в морфологията на глията. Използвайки модели на невровъзпаление, дегенерация и демиелинизация при плъхове, ние демонстрираме, че дифузионно-претегленият ЯМР носи пръстов отпечатък на микроглия и активиране на астроцити и че специфичните сигнатури от всяка популация могат да бъдат количествено определени неинвазивно. Методът е чувствителен към промени в морфологията и пролиферацията на глията, осигурявайки количествено отчитане на невровъзпалението, независимо от наличието на съпътстваща невронална загуба или демиелинизиращо увреждане. Ние доказваме транслационната стойност на подхода, показващ значителни асоциации между ЯМР и хистологичните маркери на микроглия при хора. Тази рамка притежава потенциала да трансформира основните и клинични изследвания чрез изясняване на ролята на възпалението в здравето и болестта.

.