טלאי מיקרו-דביקי מקרופאג מאפשרים ל-MRI לזהות דלקת מוחית - עולם הפיזיקה

<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="השוואת הניגודיות מפות MRI מייצגות של חזירי בקרה וחזירים עם פגיעה מוחית טראומטית קלה (mTBI) שהוזרקו עם M-GLAMs או חומר הניגוד המסחרי Gadavist. הריבוע המנוקד מציין את החדר הצדי ומקלעת הכורואיד, היוצרים את האזור המעניין. (באדיבות: וואנג et al. Sci. תרגום Med. 16 eadk5413 (2024))” title=”לחץ כדי לפתוח תמונה בפופאפ” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/01/macrophage-adhering-micropatches-enable-mri-to- detect-brain-inflammation-physics-world.jpg">

"חומר ניגוד חי" יכול לעזור לאבחן פגיעה מוחית טראומטית קלה (TBI) כאשר הדמיית תהודה מגנטית (MRI) רגילה אינה מראה שינויים מבניים, אומרים חוקרים מאוניברסיטת הרווארד בית הספר להנדסה ומדעים יישומיים.

החוקרים העמיסו את גדוליניום, חומר ניגוד MRI סטנדרטי, למיקרו-טלאים מבוססי הידרוג'ל שמתחברים לתאי מערכת החיסון, ובמחקרים פרה-קליניים דמיינו דלקת בחזירים עם TBI קל. בסופו של דבר, הם צופים שהטכנולוגיה תגדיל את מספר מקרי ה-TBI הקלים המאובחנים ותשפר את הטיפול בחולים.

"אם מישהו נופל או יש לו פגיעת ראש קלה, ייתכן שלא יהיה שינוי ניתן לזיהוי במבנה המוח, אבל ייתכן שהמוח עדיין סבל מנזק משמעותי שיכול להתבטא לאורך זמן. לחולים חשודים ב-TBI אומרים שזה נראה בסדר, רק כדי לגלות שתופעות שליליות מופיעות [מאוחר יותר]", אומר סמיר מיטרגוטרי, שהמעבדה שלו ערכה את המחקר. "אז זה היה המניע - האם נוכל לפתח דרך רגישה יותר לזיהוי TBI קל?" את פיתוח הטכנולוגיה הובילה לילי לי-ון וואנג, סטודנטית לתואר שני ב- מעבדת מיטרגוטרי. מומחיות MRI ניתנה על ידי רבקה מניקס מבית החולים לילדים בבוסטון והצוות שלה.

טרמפים עם האוכלים המקצועיים של מערכת החיסון

מכיוון שמערכת החיסון יודעת שהמוח נפגע, אפילו עם טראומות "קטנות", החוקרים חיפשו חומר ניגוד שיכול לשמש לזיהוי תאי חיסון. הם התאכסנו במקרופאגים, תאי דם לבנים שנמצאים בשפע, ניידים, ובין שאר תפקידיהם במערכת החיסון, מגויסים לאתרי דלקת ובולעים מיקרואורגניזמים.

"מקרופאג'ים ידועים לשמצה בכך שהם אוכלים כל מה שנקשר אליהם - אלה אכלנים מקצועיים", מסביר מיטרגוטרי. "שמנו תווית על המקרופאג כדי שניתן יהיה לראות את המקרופאג ב-MRI."

החוקרים כינו את הטכנולוגיה מיקרופאגים אנזוטרופיים טעוני Gd(III) הנצמדים למקרופאגים, או M-GLAMs. כפי שמרמז שמם, M-GLAMs מתחברים למקרופאגים ומתחברים למוח הפגוע. מכיוון ש-GLAMs מתויגים עם גדוליניום, החוקרים יכולים להשתמש ב-MRI כדי לראות היכן מופיעים המקרופאגים במוח.

"המקרופאג יתמקם בכל מקום שבו הדלקת נמצאת במוח, כך שתוכל לראות את מיקום הדלקת. המטרה העיקרית, עם זאת, היא לראות אם יש דלקת; השאלה המשנית היא איפה, כי רוב הזמן במקרה של TBI קל, אפילו השאלה הראשונה לא נענית", אומר מיטרגוטרי.

החוקרים בדקו את חומר הניגוד על ידי הזרקת GLAMs לעכברים וחזירים במינון של GLAM אחד או יותר לכל מקרופאג. בניגוד ל-Gadavist, חומר ניגוד מסחרי המבוסס על גדוליניום, M-GLAMs לא גרמו לתגובות שליליות או רעילות ונמשכו בגופן של בעלי חיים במשך יותר מ-24 שעות לפני פינוי הכבד והכליות. במודל של פגיעה מוחית של חזיר, הם צפו ב-M-GLAMs במקלעת הכורואיד, אזור במוח שעוזר לגייס תאי חיסון דרך מחסום הדם-נוזל השדרה. Gadavist, שמתנקה מהגוף במהירות, לא התמקם לאתרים של דלקת במוח.

הריכוז של יוני גדוליניום ב-GLAMs גבוה מספיק כדי שבמחקרים בבעלי חיים, החוקרים הצליחו להשתמש במינון נמוך פי 500 עד פי 1000 של גדוליניום ביחס לזה שב-Gadavist. הם מכירים בכך שיש לבדוק M-GLAMs בבעלי חיים נוספים וכי M-GLAMs יכולים לנדוד לאתרים של דלקת שאינם קשורים ל-TBI קל.

הכנה ואפיון GLAMs

גדוליניום פועל כחומר ניגוד MRI כאשר יש מגע עם מים (אותות MRI T1 דורשים אינטראקציות של פרוטון מים-Gd(III)). אז בניגוד לרוב הפולימרים המשמשים ליישומים ביו-רפואיים, שהם הידרופוביים ולא נקבוביים, GLAM הוא נקבובי והידרופילי - הידרוג'ל בצורת דיסק שנקשר למקרופאג כאשר המקרופאג מנסה לאכול חומצה היאלורונית בהידרוג'ל.

המקרופאג נכשל במאמץ הזה מכיוון שה-GLAM הוא בצורת דיסק (שמקרופאגים אינם יכולים לאכול בצורת דיסק וחלקיקים אנזוטרופיים אחרים התגלו על ידי החוקרים במהלך מחקר אחר). בסופו של דבר, GLAMs נקשרים למקרופאגים מבלי להשפיע על נדידת מקרופאגים או פונקציות אחרות.

מכשיר כף יד משתמש בספקטרוסקופיה רשתית בטוחה לעין כדי לאבחן פגיעה מוחית

"התהליך בפועל [של ייצור GLAMs] התברר כמעורב למדי", אומר Mitragotri. "הצוות שלנו עבד די בחריצות במשך כמה שנים כדי לתקן את שיטת ההכנה". פרוטוקול הייצור הנוכחי כולל ערבוב גדוליניום שונה וחומצה היאלורונית, יציקת הנוזל לתוך רקיק עם בארות בתוכו, וסיבוב הפרוסה למילוי אחיד של התבניות. אור UV מאיר על התבניות המסובבות מצלב את שרשראות הפולימר ויוצר GLAM מוצק.

עבודה עתידית כוללת מחקרים קינטיים ותגובת מינון מפורטים של M-GLAMs במוח וקידום הטכנולוגיה בבני אדם, כאשר היישומים כוללים אבחון ואולי אפילו טיפול ב-TBI קל, סרטן ומצבים אוטואימוניים.

מחקר זה מתפרסם ב- מדע רפואת Translational.

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
• PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
• מקור: https://physicsworld.com/a/macrophage-adhering-micropatches-enable-mri-to-detect-brain-inflammation/