La inflamación crónica del cerebro está relacionada con una variedad de enfermedades cerebrales degenerativas cada vez más comunes, como el Alzheimer y el Parkinson. La evidencia sugiere que la neuroinflamación contribuye a la progresión y empeoramiento de tales enfermedades.
Sin embargo, la herramienta de diagnóstico actual utilizada para monitorear la inflamación cerebral, la tomografía por emisión de positrones (PET), involucra radiación ionizante, lo que puede aumentar el riesgo del paciente de desarrollar cáncer. La dosis de radiación administrada también hace que sea poco práctico realizar estudios de investigación longitudinales o repetir las pruebas durante los tratamientos. Como tal, existe la necesidad de desarrollar una modalidad de imagen eficiente que no empeore la condición de los pacientes con neuroinflamación.
Investigadores de Alicante, España, han desarrollado un método no invasivo para visualizar la inflamación cerebral utilizando imágenes de resonancia magnética ponderada por difusión (DW-MRI). El equipo, dirigido por silvia de santis y Canales de Santiago en el Instituto de Neurociencias, centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Miguel Hernández (UMH), ideó una serie de secuencias de adquisición de datos de RM y modelos matemáticos para detectar cambios en la activación de dos tipos de células cerebrales asociadas a la inflamación neural: los astrocitos y microglía.
DW-MRI permite la recopilación de imágenes de microestructuras dentro del cerebro con una alta resolución utilizando el movimiento aleatorio de las moléculas de agua dentro del tejido cerebral. La mayoría de los usos de investigación anteriores de DW-MRI se han centrado en la materia blanca y los axones del cerebro, pero para investigar la inflamación crónica, los investigadores estaban interesados en obtener imágenes de la materia gris del cerebro.
Para centrarse en los astrocitos y la microglía, que son de suma importancia, tuvieron que adaptar y diseñar secuencias DW-MRI avanzadas para utilizarlas en combinación con modelos matemáticos basados en el conocimiento biológico de los tejidos funcionales del cerebro.
Los científicos probaron su modelo en ratas, utilizando una técnica establecida para inducir la inflamación (administrar lipopolisacárido), que primero activa la microglía, seguida de una respuesta retardada de los astrocitos, lo que permite una investigación independiente de los dos tipos de células. Las imágenes de resonancia magnética mostraron especificidad tanto para la activación microglial como de astrocitos en la materia gris. in vivo.
En segundo lugar, los investigadores utilizaron el método en participantes humanos en un experimento de prueba de concepto, escaneando a seis voluntarios sanos en cinco ocasiones. Descubrieron que el patrón de densidad de células microgliales se correlacionó significativamente con el parámetro de resonancia magnética de la fracción de palo. Los resultados destacan la capacidad del modelo para detectar biomarcadores gliales y la reproducibilidad confirmada entre sesiones de escaneo.
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Los investigadores esperan que su trabajo permita una mejor caracterización de la microestructura del tejido cerebral durante la inflamación, con mayor resolución y la posibilidad de un estudio longitudinal sin una dosis de radiación ionizante. Creen que esto podría transformar el diagnóstico y el seguimiento del tratamiento de las muchas enfermedades asociadas con una respuesta glial inflamatoria.
La investigación se publica en Science Advances.
