الرقع الدقيقة الملتصقة بالبلاعم تمكن التصوير بالرنين المغناطيسي من اكتشاف التهاب الدماغ – عالم الفيزياء

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/01/macrophage-adhering-micropatches-enable-mri-to-detect-brain-inflammation-physics-world.jpg" data-caption="مقارنة التباين خرائط تمثيلية للتصوير بالرنين المغناطيسي لخنازير التحكم والخنازير المصابة بإصابات دماغية خفيفة (mTBI) المحقونة باستخدام M-GLAMs أو عامل التباين التجاري Gadavist. يشير المربع المنقط إلى البطين الجانبي والضفيرة المشيمية، التي تشكل المنطقة محل الاهتمام. (مجاملة: وانغ وآخرون. الخيال العلمي. ترجمة. ميد. 16 eadk5413 (2024))” title=”انقر لفتح الصورة في النافذة المنبثقة” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/01/macrophage-adhering-micropatches-enable-mri-to- كشف-التهاب-الدماغ-فيزياء-world.jpg”>

يقول باحثون في جامعة هارفارد إن "عامل التباين الحي" يمكن أن يساعد في تشخيص إصابات الدماغ المؤلمة الخفيفة (TBI) عندما لا يُظهر التصوير بالرنين المغناطيسي التقليدي (MRI) تغيرات هيكلية. كلية الهندسة والعلوم التطبيقية.

قام الباحثون بتحميل الجادولينيوم، وهو عامل تباين قياسي في التصوير بالرنين المغناطيسي، في رقعات دقيقة تعتمد على هيدروجيل ترتبط بالخلايا المناعية، وفي الدراسات قبل السريرية تصوروا التهابًا في الخنازير المصابة بإصابات الدماغ الرضية الخفيفة. في نهاية المطاف، يتوقعون أن التكنولوجيا سوف تزيد من عدد حالات إصابات الدماغ الرضية الخفيفة التي تم تشخيصها وتحسين رعاية المرضى.

"إذا سقط شخص ما أو أصيب بصدمة خفيفة في الرأس، فقد لا يكون هناك تغيير ملحوظ في بنية الدماغ، ولكن ربما لا يزال الدماغ يعاني من ضرر كبير يمكن أن يظهر بمرور الوقت. يتم إخبار مرضى TBI المشتبه بهم أن الأمر يبدو جيدًا، فقط ليكتشفوا أن الآثار الضارة تظهر [في وقت لاحق]". سمير ميتراجوتري، الذي أجرى مختبره الدراسة. "لذلك كان هذا هو الدافع – هل يمكننا تطوير طريقة أكثر حساسية للكشف عن إصابات الدماغ الرضية الخفيفة؟" قاد تطوير التكنولوجيا ليلي لي وين وانغ، وهي طالبة دراسات عليا في مختبر ميتراجوتري. تم توفير خبرة التصوير بالرنين المغناطيسي بواسطة ريبيكا مانيكس من مستشفى بوسطن للأطفال وفريقها.

التنزه مع أكلة الجهاز المناعي المحترفة

وبما أن الجهاز المناعي يعرف أن الدماغ قد أصيب، حتى مع الصدمات "البسيطة"، فقد سعى الباحثون إلى الحصول على عامل تباين يمكن استخدامه للكشف عن الخلايا المناعية. لقد استقروا في البلاعم، وهي خلايا الدم البيضاء الوفيرة والمتنقلة، ومن بين وظائفها الأخرى في الجهاز المناعي، يتم تجنيدها في مواقع الالتهاب وابتلاع الكائنات الحية الدقيقة.

يوضح ميتراغوتري: "تشتهر البلاعم بأكل كل ما يرتبط بها، فهي آكلة محترفة". "لقد وضعنا ملصقًا على البلاعم حتى يمكن رؤية البلاعم في التصوير بالرنين المغناطيسي."

أطلق الباحثون على التكنولوجيا التي تحمل اسم Gd(III) بقعًا دقيقة متباينة الخواص، أو M-GLAMs. كما يوحي اسمها، ترتبط M-GLAMs بالبلاعم وتتصل بالدماغ المصاب. نظرًا لأن GLAMs موسومة بالجادولينيوم، يمكن للباحثين استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي لمعرفة مكان ظهور البلاعم في الدماغ.

"ستتمركز البلاعم في أي مكان يوجد فيه الالتهاب في الدماغ، حتى تتمكن من رؤية موقع الالتهاب. لكن الهدف الأساسي هو معرفة ما إذا كان هناك التهاب أم لا. يقول ميتراجوتري: "السؤال الثانوي هو أين، لأنه في معظم الأحيان في حالة الإصابة الدماغية الرضية الخفيفة، لا تتم الإجابة على السؤال الأول".

اختبر الباحثون عامل التباين عن طريق حقن GLAMs في الفئران والخنازير بجرعة واحدة أو أكثر من GLAMs لكل بلعم. على عكس Gadavist، وهو عامل تباين تجاري قائم على الجادولينيوم، لم تسبب M-GLAMs ردود فعل سلبية أو سمية واستمرت في أجسام الحيوانات لأكثر من 24 ساعة قبل أن تتم تصفيتها بواسطة الكبد والكليتين. وفي نموذج إصابة دماغ الخنازير، لاحظوا وجود M-GLAMs في الضفيرة المشيمية، وهي منطقة من الدماغ تساعد على تجنيد الخلايا المناعية من خلال حاجز السائل النخاعي الدموي. غادافيست، الذي يتخلص من الجسم بسرعة، لم يتمركز في مواقع التهاب الدماغ.

إن تركيز أيونات الجادولينيوم في GLAMs مرتفع بدرجة كافية بحيث تمكن الباحثون في الدراسات على الحيوانات من استخدام جرعة أقل من 500 إلى 1000 مرة من الجادولينيوم مقارنة بتلك الموجودة في Gadavist. ويقرون بأنه يجب اختبار M-GLAMs على عدد أكبر من الحيوانات، وأن M-GLAMs يمكن أن تنتقل إلى مواقع الالتهاب التي لا علاقة لها بالصدمة الدماغية الخفيفة.

إعداد وتوصيف GLAMs

يعمل الجادولينيوم كعامل تباين في التصوير بالرنين المغناطيسي عندما يكون هناك اتصال بالماء (تتطلب إشارات التصوير بالرنين المغناطيسي T1 تفاعلات بروتون الماء مع Gd(III)). لذا، على عكس معظم البوليمرات المستخدمة في التطبيقات الطبية الحيوية، والتي تعتبر كارهة للماء وغير مسامية، فإن GLAM مسامي ومحب للماء - وهو هيدروجيل على شكل قرص يرتبط بالبلاعم عندما تحاول البلاعم تناول حمض الهيالورونيك الموجود في الهيدروجيل.

تفشل البلاعم في هذا المسعى لأن GLAM على شكل قرص (حيث لا تستطيع البلاعم أن تأكل على شكل قرص، وقد اكتشف الباحثون جزيئات أخرى متباينة الخواص في سياق دراسة أخرى). في النهاية، ترتبط GLAMs بالبلاعم دون التأثير على هجرة البلاعم أو وظائف أخرى.

يستخدم الجهاز المحمول التحليل الطيفي للشبكية الآمن للعين لتشخيص إصابة الدماغ

يقول ميتراجوتري: "تبين أن العملية الفعلية [لتصنيع GLAMs] كانت معقدة للغاية". "لقد عمل فريقنا بجد شديد لبضع سنوات للحصول على طريقة التحضير الكاملة." يتضمن بروتوكول التصنيع الحالي خلط الجادولينيوم المعدل وحمض الهيالورونيك، وصب السائل في رقاقة بها آبار، وتدوير الرقاقة لملء القوالب بشكل موحد. يعمل ضوء الأشعة فوق البنفسجية الساطع على القوالب المغزولة على ربط سلاسل البوليمر وتشكيل GLAM صلب.

يتضمن العمل المستقبلي دراسات مفصلة عن الاستجابة الحركية والجرعة لـ M-GLAMs في الدماغ وتطوير التكنولوجيا لدى البشر، حيث تشمل التطبيقات التشخيص وربما حتى علاج حالات TBI الخفيفة والسرطانات وحالات المناعة الذاتية.

هذا البحث منشور في علوم الطب بالحركة.

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
• المصدر https://physicsworld.com/a/macrophage-adhering-micropatches-enable-mri-to-detect-brain-inflammation/