L'infiammazione cronica del cervello è collegata a una serie di malattie degenerative del cervello sempre più comuni, come l'Alzheimer e il Parkinson. L'evidenza suggerisce che la neuroinfiammazione contribuisce alla progressione e al peggioramento di tali malattie.
Tuttavia, l'attuale strumento diagnostico utilizzato per monitorare l'infiammazione cerebrale, la tomografia a emissione di positroni (PET), prevede radiazioni ionizzanti, che possono aumentare il rischio del paziente di sviluppare il cancro. La dose di radiazioni erogata rende inoltre impraticabile eseguire studi di ricerca longitudinali o ripetere i test durante i trattamenti. Pertanto, è necessario sviluppare una modalità di imaging efficiente che non peggiori le condizioni dei pazienti con neuroinfiammazione.
I ricercatori di Alicante, in Spagna, hanno sviluppato un metodo non invasivo per visualizzare l'infiammazione cerebrale utilizzando la risonanza magnetica pesata per diffusione (DW-MRI). La squadra, guidata da Silvia De Santi ed Canali di Santiago da l'Istituto di Neuroscienze, un centro congiunto del Consiglio Superiore di Ricerca Spagnolo (CSIC) e dell'Università Miguel Hernández (UMH), ha ideato una serie di sequenze di acquisizione dati RM e modelli matematici per rilevare i cambiamenti nell'attivazione di due tipi di cellule cerebrali associati all'infiammazione neurale: gli astrociti e microglia.
DW-MRI consente la raccolta di immagini da microstrutture all'interno del cervello ad alta risoluzione utilizzando il movimento casuale delle molecole d'acqua all'interno del tessuto cerebrale. La maggior parte dell'uso della ricerca precedente di DW-MRI si è concentrato sulla materia bianca e sugli assoni del cervello, ma per studiare l'infiammazione cronica, i ricercatori erano interessati all'imaging della materia grigia del cervello.
Per concentrarsi sugli importantissimi astrociti e microglia, hanno quindi dovuto adattare e progettare sequenze DW-MRI avanzate, da utilizzare in combinazione con modelli matematici basati sulla conoscenza biologica dei tessuti funzionali all'interno del cervello.
Gli scienziati hanno testato il loro modello sui ratti, utilizzando una tecnica consolidata per indurre l'infiammazione (somministrazione di lipopolisaccaride), che prima attiva la microglia, seguita da una risposta ritardata dalle cellule degli astrociti, consentendo un'indagine indipendente sui due tipi cellulari. Le scansioni MRI hanno mostrato specificità sia per l'attivazione della microglia che degli astrociti nella materia grigia in vivo.
In secondo luogo, i ricercatori hanno utilizzato il metodo in partecipanti umani in un esperimento di prova del concetto, scansionando sei volontari sani in cinque occasioni. Hanno scoperto che il modello della densità delle cellule microgliali era significativamente correlato al parametro MRI della frazione del bastoncino. I risultati evidenziano la capacità del modello di rilevare i biomarcatori gliali e la riproducibilità confermata tra le sessioni di scansione.
Lo strumento di mappatura delle lesioni rende più facili da individuare i primi segni di demenza
I ricercatori sperano che il loro lavoro consentirà una migliore caratterizzazione della microstruttura del tessuto cerebrale durante l'infiammazione, con una risoluzione più elevata e la possibilità di uno studio longitudinale senza una dose di radiazioni ionizzanti. Ritengono che ciò potrebbe trasformare la diagnosi e il monitoraggio del trattamento delle numerose malattie associate a una risposta infiammatoria gliale.
La ricerca è pubblicata in Anticipi Scienza.
