ไมโครแพตช์ที่ยึดติดกับมาโครฟาจช่วยให้ MRI ตรวจจับการอักเสบของสมองได้ - Physics World

<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="การเปรียบเทียบความคมชัด แผนที่ MRI ตัวแทนของสุกรควบคุมและสุกรที่มีอาการบาดเจ็บที่สมองเล็กน้อย (mTBI) ที่ฉีดด้วย M-GLAM หรือสารควบคุมความคมชัดเชิงพาณิชย์ Gadavist สี่เหลี่ยมประบ่งบอกถึงโพรงด้านข้างและ choroid plexus ซึ่งเป็นบริเวณที่สนใจ (ขอบคุณภาพ : วัง. และคณะ วิทยาศาสตร์ การแปล ยา 16 eadk5413 (2024))” title=”คลิกเพื่อเปิดภาพในป๊อปอัป” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/01/macrophage-adhering-micropatches-enable-mri-to- ตรวจจับ-สมองอักเสบ-ฟิสิกส์-world.jpg”>

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดกล่าวว่า "สารทึบรังสีที่มีชีวิต" สามารถช่วยวินิจฉัยอาการบาดเจ็บเล็กน้อยที่สมอง (TBI) ได้ เมื่อการถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (MRI) แบบธรรมดาไม่แสดงการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง คณะวิชาวิศวกรรมศาสตร์และวิทยาศาสตร์ประยุกต์.

นักวิจัยได้บรรจุแกโดลิเนียม ซึ่งเป็นสารทึบแสงมาตรฐานของ MRI ลงในไมโครแพทช์ที่ใช้ไฮโดรเจลซึ่งยึดติดกับเซลล์ภูมิคุ้มกัน และในการศึกษาพรีคลินิกแสดงให้เห็นภาพการอักเสบในสุกรที่มีอาการ TBI ระดับอ่อน ท้ายที่สุดแล้ว พวกเขาคาดหวังว่าเทคโนโลยีจะเพิ่มจำนวนผู้ป่วย TBI ที่ไม่รุนแรงที่ได้รับการวินิจฉัย และปรับปรุงการดูแลผู้ป่วย

“หากมีใครล้มหรือถูกกระแทกศีรษะเล็กน้อย โครงสร้างสมองอาจตรวจไม่พบการเปลี่ยนแปลง แต่สมองอาจยังได้รับความเสียหายอย่างมากซึ่งอาจปรากฏให้เห็นเมื่อเวลาผ่านไป ผู้ป่วยต้องสงสัย TBI จะได้รับแจ้งว่าอาการดีขึ้นแล้ว แต่กลับพบว่าผลข้างเคียงเกิดขึ้น [ภายหลัง]” กล่าว ซามีร์ มิตราโกตรีซึ่งห้องปฏิบัติการของเขาได้ทำการศึกษา “นั่นคือแรงจูงใจ เราจะพัฒนาวิธีที่ละเอียดอ่อนมากขึ้นในการตรวจหา TBI ที่ไม่รุนแรงได้หรือไม่” การพัฒนาเทคโนโลยีนำโดย Lily Li-Wen Wang นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาจาก มิทราโกตรี แล็บ. มีความเชี่ยวชาญด้าน MRI โดย รีเบคาห์ มานนิกซ์ จากโรงพยาบาลเด็กบอสตันและทีมงานของเธอ

โบกรถไปกับนักกินมืออาชีพด้านระบบภูมิคุ้มกัน

เนื่องจากระบบภูมิคุ้มกันรู้ว่าสมองได้รับบาดเจ็บ แม้ว่าจะมีบาดแผล “เล็กน้อย” ก็ตาม นักวิจัยจึงมองหาสารตัดกันที่สามารถใช้เพื่อตรวจจับเซลล์ภูมิคุ้มกันได้ เซลล์เหล่านี้อาศัยเซลล์เม็ดเลือดขาวขนาดใหญ่ เคลื่อนที่ได้ และนอกเหนือจากการทำงานอื่นๆ ในระบบภูมิคุ้มกัน จะถูกคัดเลือกไปยังบริเวณที่มีการอักเสบและกลืนกินจุลินทรีย์

“มาโครฟาจขึ้นชื่อในเรื่องการกินอะไรก็ตามที่เกาะติดกัน พวกนี้เป็นนักกินมืออาชีพ” มิทราโกตรีอธิบาย “เราติดฉลากบนมาโครฟาจเพื่อให้สามารถมองเห็นมาโครฟาจได้ในเครื่อง MRI”

นักวิจัยได้ตั้งชื่อเทคโนโลยีไมโครแพตช์แอนไอโซทรอปิกที่โหลดด้วย Macrophage-adhering Gd(III) หรือ M-GLAM ตามชื่อของมัน M-GLAM จะยึดติดกับแมคโครฟาจและพุ่งเข้าไปในสมองที่ได้รับบาดเจ็บ เนื่องจาก GLAMs ถูกติดแท็กด้วยแกโดลิเนียม นักวิจัยจึงสามารถใช้ MRI เพื่อดูว่าแมคโครฟาจปรากฏขึ้นที่ใดในสมอง

“แมคโครฟาจจะจับบริเวณที่มีการอักเสบในสมอง คุณจึงสามารถมองเห็นตำแหน่งของการอักเสบได้ วัตถุประสงค์หลักคือเพื่อดูว่ามีการอักเสบหรือไม่ คำถามรองคือที่ไหน เพราะส่วนใหญ่ในกรณีของ TBI ระดับไม่รุนแรง แม้แต่คำถามแรกก็ไม่ได้รับคำตอบ” Mitragotri กล่าว

นักวิจัยได้ทดสอบสารทึบรังสีโดยการฉีด GLAMs เข้าไปในหนูและสุกรด้วยปริมาณ GLAM อย่างน้อย 24 เม็ดต่อแมคโครฟาจ ต่างจาก Gadavist ซึ่งเป็นสารทึบแสงที่ใช้แกโดลิเนียมในเชิงพาณิชย์ M-GLAM ไม่ก่อให้เกิดอาการไม่พึงประสงค์หรือความเป็นพิษ และยังคงอยู่ในร่างกายของสัตว์นานกว่า XNUMX ชั่วโมงก่อนที่จะถูกกำจัดโดยตับและไต ในรูปแบบการบาดเจ็บที่สมองของสุกร พวกเขาสังเกตเห็น M-GLAM ใน choroid plexus ซึ่งเป็นบริเวณของสมองที่ช่วยรับเซลล์ภูมิคุ้มกันผ่านทางสิ่งกีดขวางน้ำเลือดและไขสันหลัง Gadavist ซึ่งออกจากร่างกายอย่างรวดเร็วไม่ได้จำกัดเฉพาะบริเวณที่สมองอักเสบ

ความเข้มข้นของแกโดลิเนียมไอออนใน GLAMs สูงเพียงพอในการศึกษาในสัตว์ทดลอง นักวิจัยสามารถใช้แกโดลิเนียมในขนาดที่ต่ำกว่าได้ 500 ถึง 1000 เท่าเมื่อเทียบกับใน Gadavist พวกเขารับทราบว่าควรทดสอบ M-GLAM ในสัตว์ให้มากขึ้น และ M-GLAM สามารถย้ายไปยังบริเวณที่มีการอักเสบซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับ TBI ที่ไม่รุนแรง

การเตรียมและการกำหนดลักษณะของ GLAM

แกโดลิเนียมทำงานเป็นตัวแทนการเปรียบเทียบ MRI เมื่อมีการสัมผัสกับน้ำ (สัญญาณ T1 MRI จำเป็นต้องมีปฏิกิริยาระหว่างโปรตอน–Gd(III) ของน้ำ) ดังนั้นจึงแตกต่างจากโพลีเมอร์ส่วนใหญ่ที่ใช้สำหรับการใช้งานด้านชีวการแพทย์ ซึ่งไม่ชอบน้ำและไม่มีรูพรุน GLAM นั้นมีรูพรุนและชอบน้ำ ซึ่งเป็นไฮโดรเจลที่มีรูปร่างเป็นดิสก์ซึ่งจะจับกับมาโครฟาจเมื่อมาโครฟาจพยายามกินกรดไฮยาลูโรนิกในไฮโดรเจล

มาโครฟาจล้มเหลวในความพยายามนี้เนื่องจาก GLAM มีรูปร่างเป็นดิสก์ (มาโครฟาจไม่สามารถกินรูปร่างเป็นดิสก์ได้ และนักวิจัยค้นพบอนุภาคแอนไอโซโทรปิกอื่น ๆ ในระหว่างการศึกษาอื่น) ท้ายที่สุดแล้ว GLAM จะจับกับมาโครฟาจโดยไม่ส่งผลกระทบต่อการย้ายถิ่นของมาโครฟาจหรือการทำงานอื่นๆ

อุปกรณ์มือถือใช้สเปกโทรสโกปีจอประสาทตาที่ปลอดภัยต่อดวงตาเพื่อวินิจฉัยอาการบาดเจ็บที่สมอง

“กระบวนการจริง (ของการประดิษฐ์ GLAMs) กลายเป็นเรื่องที่เกี่ยวข้องกันมาก” Mitragotri กล่าว “ทีมงานของเราทำงานอย่างขยันขันแข็งมาสองสามปีเพื่อให้ได้วิธีการเตรียมการทั้งหมด” ระเบียบวิธีการผลิตในปัจจุบันเกี่ยวข้องกับการผสมแกโดลิเนียมดัดแปลงและกรดไฮยาลูโรนิก เทของเหลวลงในแผ่นเวเฟอร์ที่มีบ่ออยู่ข้างใน และหมุนแผ่นเวเฟอร์เพื่อเติมแม่พิมพ์ให้เท่ากัน แสงยูวีที่ส่องแสงบนแม่พิมพ์ปั่นจะเชื่อมขวางโซ่โพลีเมอร์และก่อให้เกิดความแวววาวที่มั่นคง

งานในอนาคตประกอบด้วยการศึกษาจลน์ศาสตร์โดยละเอียดและการตอบสนองต่อปริมาณของ M-GLAM ในสมอง และการพัฒนาเทคโนโลยีในมนุษย์ ซึ่งการใช้งานต่างๆ รวมถึงการวินิจฉัย และอาจถึงขั้นรักษาโรค TBI ที่ไม่รุนแรง มะเร็ง และภาวะภูมิต้านตนเอง

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ใน วิทยาศาสตร์การแพทย์ translational.

• เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai เพิ่มพลังให้กับตัวเอง เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตไอสตรีม. Web3 อัจฉริยะ ขยายความรู้ เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตESG. คาร์บอน, คลีนเทค, พลังงาน, สิ่งแวดล้อม แสงอาทิตย์, การจัดการของเสีย. เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตสุขภาพ เทคโนโลยีชีวภาพและข่าวกรองการทดลองทางคลินิก เข้าถึงได้ที่นี่.
• ที่มา: https://physicsworld.com/a/macrophage-adhering-micropatches-enable-mri-to-detect-brain-inflammation/