Kronisk betændelse i hjernen er forbundet med en række stadig mere almindelige degenerative hjernesygdomme, såsom Alzheimers og Parkinsons. Beviser tyder på, at neuroinflammation bidrager til progression og forværring af sådanne sygdomme.
Det nuværende diagnostiske værktøj, der bruges til at overvåge hjernebetændelse, positronemissionstomografi (PET), involverer dog ioniserende stråling, som kan øge patientens risiko for at udvikle kræft. Den leverede stråledosis gør det også upraktisk at udføre longitudinelle forskningsundersøgelser eller gentage test under behandlinger. Som sådan er der behov for at udvikle en effektiv billeddannelsesmodalitet, der ikke vil forværre tilstanden hos patienter med neuroinflammation.
Forskere fra Alicante, Spanien, har udviklet en ikke-invasiv metode til visualisering af hjernebetændelse ved hjælp af diffusionsvægtet magnetisk resonansbilleddannelse (DW-MRI). Holdet, ledet af Silvia De Santis , Santiago kanaler fra Institut for Neurovidenskab, et fælles center for det spanske overordnede forskningsråd (CSIC) og Miguel Hernández University (UMH), udtænkt en række MR-dataindsamlingssekvenser og matematiske modeller til at opdage ændringer i aktiveringen af to hjernecelletyper forbundet med neural betændelse: astrocytter og mikroglia.
DW-MRI muliggør indsamling af billeder fra mikrostrukturer i hjernen med en høj opløsning ved at udnytte den tilfældige bevægelse af vandmolekyler i hjernevæv. De fleste tidligere forskningsbrug af DW-MRI har fokuseret på hjernens hvide stof og axoner, men for at undersøge kronisk inflammation var forskerne interesserede i at afbilde hjernens grå stof.
For at fokusere på de altafgørende astrocytter og mikroglia var de derfor nødt til at tilpasse og designe avancerede DW-MRI-sekvenser, til brug i kombination med matematiske modeller baseret på den biologiske viden om det funktionelle væv i hjernen.
Forskerne testede deres model på rotter ved at bruge en etableret teknik til at inducere inflammation (administrering af lipopolysaccharid), som først aktiverer mikroglia, efterfulgt af en forsinket respons fra astrocytceller, hvilket muliggør uafhængig undersøgelse af de to celletyper. MR-scanningerne viste specificitet for både mikroglial- og astrocytaktivering i gråt stof in vivo.
For det andet brugte forskerne metoden i menneskelige deltagere i et proof-of-concept-eksperiment, hvor de scannede seks raske frivillige fem gange. De fandt, at mønsteret af mikroglialcelletæthed signifikant korrelerede med MRI-parameteren for stickfraktion. Resultaterne fremhæver modellens evne til at detektere gliale biomarkører og bekræftet reproducerbarhed mellem scanningssessioner.
Værktøj til kortlægning af læsioner gør tidlige tegn på demens lettere at få øje på
Forskerne håber, at deres arbejde vil muliggøre bedre karakterisering af hjernevævets mikrostruktur under inflammation, med højere opløsning og mulighed for longitudinelle undersøgelser uden en dosis ioniserende stråling. De mener, at dette kan ændre diagnosen og behandlingsovervågningen af de mange sygdomme, der er forbundet med en inflammatorisk glia-respons.
Forskningen er offentliggjort i Science Forskud.
