Хроническое воспаление головного мозга связано с рядом все более распространенных дегенеративных заболеваний головного мозга, таких как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что нейровоспаление способствует прогрессированию и ухудшению таких заболеваний.
Однако текущий диагностический инструмент, используемый для мониторинга воспаления головного мозга, позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), включает ионизирующее излучение, которое может увеличить риск развития рака у пациента. Доставленная доза облучения также делает нецелесообразным проведение продольных исследований или повторных анализов во время лечения. Таким образом, необходимо разработать эффективный метод визуализации, который не ухудшит состояние пациентов с нейровоспалением.
Исследователи из Аликанте, Испания, разработали неинвазивный метод визуализации воспаления головного мозга с помощью диффузионно-взвешенной магнитно-резонансной томографии (ДВ-МРТ). Команда под руководством Сильвия Де Сантис и Каналы Сантьяго от Институт неврологии, совместный центр Высшего исследовательского совета Испании (CSIC) и Университета Мигеля Эрнандеса (UMH), разработал серию последовательностей сбора данных МРТ и математических моделей для обнаружения изменений в активации двух типов клеток мозга, связанных с воспалением нервной системы: астроцитов. и микроглии.
DW-MRI позволяет собирать изображения микроструктур головного мозга с высоким разрешением, используя случайное движение молекул воды в тканях мозга. Большинство предыдущих исследований с использованием DW-MRI были сосредоточены на белом веществе и аксонах головного мозга, но для изучения хронического воспаления исследователи интересовались визуализацией серого вещества мозга.
Поэтому, чтобы сосредоточиться на наиболее важных астроцитах и микроглии, им пришлось адаптировать и разработать усовершенствованные последовательности DW-MRI для использования в сочетании с математическими моделями, основанными на биологических знаниях о функциональных тканях головного мозга.
Ученые протестировали свою модель на крысах, используя проверенный метод индукции воспаления (введение липополисахарида), который сначала активирует микроглию, а затем вызывает отсроченный ответ клеток астроцитов, что позволяет провести независимое исследование двух типов клеток. МРТ показала специфичность активации как микроглии, так и астроцитов в сером веществе. в естественных условиях.
Во-вторых, исследователи использовали этот метод на людях-участниках эксперимента по проверке концепции, сканируя шесть здоровых добровольцев в пяти случаях. Они обнаружили, что картина плотности клеток микроглии значительно коррелирует с параметром МРТ доли палочек. Результаты подчеркивают способность модели обнаруживать глиальные биомаркеры и подтверждают воспроизводимость между сеансами сканирования.
Инструмент картирования поражений облегчает выявление ранних признаков деменции
Исследователи надеются, что их работа позволит лучше охарактеризовать микроструктуру ткани головного мозга при воспалении, с более высоким разрешением и возможностью лонгитюдного исследования без дозы ионизирующего излучения. Они считают, что это может изменить диагностику и мониторинг лечения многих заболеваний, связанных с воспалительной глиальной реакцией.
Исследование опубликовано в Наука развивается.
