Περίληψη: Η τεχνολογία νευροαπεικόνισης επέτρεψε στους ερευνητές να καταγράψουν τη δραστηριότητα των μικρογλοίων και των αστροκυττάρων στον εγκέφαλο. Οι ερευνητές μπόρεσαν να εντοπίσουν αλλαγές στη μορφολογία των διαφορετικών κυτταρικών ομάδων που εμπλέκονται στη νευροφλεγμονή.
πηγή: CSIC
Έρευνα που διεξήχθη σε εργαστήρια με επικεφαλής τον Δρ. Ζυγισμένη μαγνητική τομογραφία.
Αυτές οι λεπτομερείς «ακτίνες Χ» της φλεγμονής δεν μπορούν να ληφθούν με συμβατική μαγνητική τομογραφία, αλλά απαιτούν ακολουθίες απόκτησης δεδομένων και ειδικά μαθηματικά μοντέλα.
Μόλις αναπτύχθηκε η μέθοδος, οι ερευνητές μπόρεσαν να εντοπίσουν αλλαγές στη μορφολογία των διαφορετικών κυτταρικών ομάδων που εμπλέκονται στη φλεγμονώδη διαδικασία στον εγκέφαλο.
Η καινοτόμος στρατηγική που αναπτύχθηκε από τους ερευνητές κατέστησε δυνατή αυτή τη σημαντική ανακάλυψη, η οποία δημοσιεύτηκε σήμερα στο περιοδικό πρόοδος της επιστήμης Κάτι που μπορεί να είναι κρίσιμο για την αλλαγή της πορείας μελέτης και θεραπείας των νευροεκφυλιστικών ασθενειών.
Η έρευνα, της οποίας ο πρώτος συγγραφέας ήταν η Raquel Garcia Hernandez, καταδεικνύει ότι η MRI με διάχυση μπορεί να ανιχνεύσει μη επεμβατικά και διαφορικά την ενεργοποίηση μικρογλοίας και αστροκυττάρων, δύο τύπων εγκεφαλικών κυττάρων που αποτελούν τη βάση της νευροφλεγμονής και της εξέλιξής της.
Οι εκφυλιστικές ασθένειες του εγκεφάλου όπως η νόσος του Αλτσχάιμερ και άλλοι τύποι άνοιας, η νόσος του Πάρκινσον ή η σκλήρυνση κατά πλάκας είναι ένα επείγον και δύσκολο πρόβλημα στη θεραπεία. Η συνεχής ενεργοποίηση δύο τύπων εγκεφαλικών κυττάρων, της μικρογλοίας και των αστροκυττάρων, οδηγεί σε χρόνια φλεγμονή στον εγκέφαλο που είναι μία από τις αιτίες και συμβάλλει στον νευροεκφυλισμό.
Ωστόσο, υπάρχει έλλειψη μη επεμβατικών μεθόδων ικανών να χαρακτηρίσουν την εγκεφαλίτιδα in vivo. Το τρέχον πρότυπο χρυσού είναι η τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων (PET), αλλά είναι δύσκολο να γενικευτεί και να συσχετιστεί με την έκθεση σε ιονίζουσα ακτινοβολία, επομένως η χρήση του είναι περιορισμένη σε ευάλωτους πληθυσμούς και σε διαχρονικές μελέτες, που απαιτούν συχνή χρήση PET για μια περίοδο ετών. όπως σε εκφυλιστικές ασθένειες, νευρικότητα.
Ένα άλλο μειονέκτημα του PET είναι η χαμηλή χωρική ανάλυση, που το καθιστά ακατάλληλο για απεικόνιση μικρών δομών, με το πρόσθετο μειονέκτημα των ειδικών για τη φλεγμονή ραδιοϊχνηλάτες να εκφράζονται σε πολλαπλούς τύπους κυττάρων (μικρογλοία, αστροκύτταρα και ενδοθήλιο), καθιστώντας αδύνατη τη διάκριση μεταξύ τους.
Αντιμέτωπη με αυτά τα μειονεκτήματα, η MRI με στάθμιση διάχυσης έχει τη μοναδική ικανότητα για μη επεμβατική και υψηλής ανάλυσης απεικόνιση της μικροδομής του εγκεφάλου in vivo, καταγράφοντας την τυχαία κίνηση των μορίων νερού στο παρέγχυμα του εγκεφάλου για τη δημιουργία αντίθεσης στις εικόνες MRI.
καινοτόμος στρατηγική
Σε αυτή τη μελέτη, ερευνητές από το Ινστιτούτο Νευροεπιστημών UMH-CSIC ανέπτυξαν μια καινοτόμο στρατηγική που επιτρέπει την απεικόνιση της μικρογλοίας και της ενεργοποίησης των αστροκυττάρων στη φαιά ουσία του εγκεφάλου με τη χρήση απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού με στάθμιση διάχυσης (dw-MRI).
“Αυτή είναι η πρώτη φορά που αποδεικνύεται ότι ένα σήμα από αυτόν τον τύπο απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού (dw-MRI) μπορεί να ανιχνεύσει την ενεργοποίηση μικρογλοίων και αστροκυττάρων, με συγκεκριμένα ίχνη για κάθε ομάδα κυττάρων. Οι ερευνητές σημειώνουν ότι αυτή η στρατηγική που χρησιμοποιήσαμε αντανακλά αλλαγές επικυρωμένη μεταθανάτια με Drosophila με ποσοτική ανοσοϊστοχημεία.
Έχουν επίσης δείξει ότι αυτή η τεχνική είναι ευαίσθητη και ειδική για την ανίχνευση φλεγμονής με ή χωρίς νευροεκφυλισμό, έτσι ώστε να μπορούν να διακριθούν και οι δύο καταστάσεις. Επιπλέον, καθιστά δυνατή τη διάκριση της φλεγμονής από το απομυελινωτικό χαρακτηριστικό της σκλήρυνσης κατά πλάκας.
Αυτή η εργασία μπόρεσε επίσης να αποδείξει τη μετασχηματιστική αξία της προσέγγισης που χρησιμοποιήθηκε σε μια ομάδα υγιών ανθρώπων σε υψηλή ανάλυση», καθώς κάναμε φυλογενετική ανάλυση. Η σημαντική συσχέτιση με γνωστά πρότυπα πυκνότητας μικρογλοίας στον ανθρώπινο εγκέφαλο υποστηρίζει τη χρησιμότητα της μεθόδου για δημιουργώντας αξιόπιστους γλοιακούς βιοδείκτες.
«Πιστεύουμε ότι ο μη επεμβατικός και διαμήκης χαρακτηρισμός, χρησιμοποιώντας αυτή την τεχνική, των σχετικών πτυχών της μικροδομής των ιστών κατά τη διάρκεια της φλεγμονής, θα μπορούσε να έχει τεράστιο αντίκτυπο στην κατανόησή μας για την παθοφυσιολογία πολλών εγκεφαλικών καταστάσεων και θα μπορούσε να μεταμορφώσει τις τρέχουσες διαγνωστικές πρακτικές και στρατηγικές παρακολούθησης της θεραπείας για τις Νευροεκφυλιστικές «ασθένειες», τονίζει η Silvia de Santis.
Για να επικυρώσουν το μοντέλο, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα καθιερωμένο μοντέλο φλεγμονής σε ποντίκια με βάση την ενδοεγκεφαλική χορήγηση λιποπολυσακχαρίτη (LPS). Σε αυτό το μοντέλο, διατηρείται η βιωσιμότητα και η μορφολογία των νευρώνων, ενώ διεγείρεται, πρώτα, η ενεργοποίηση των μικρογλοίων (κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος του εγκεφάλου) και, αργότερα, η απόκριση των αστροκυττάρων.
Αυτή η χρονολογία των κυτταρικών συμβάντων επιτρέπει στις γλοιακές αποκρίσεις να διαχωριστούν προσωρινά από τον νευροεκφυλισμό και να εξεταστεί η υπογραφή της αντιδραστικής μικρογλοίας ανεξάρτητα από την αστρογλοίωση.
Για να απομονώσουν την υπογραφή της ενεργοποίησης των αστροκυττάρων, οι ερευνητές επανέλαβαν το πείραμα θεραπεύοντας τα ζώα με έναν αναστολέα που αφαιρούσε προσωρινά περίπου το 90% των μικρογλοίων.
Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας ένα καλά καθιερωμένο μοντέλο νευρωνικής βλάβης, εξέτασαν εάν το μοντέλο ήταν σε θέση να ανιχνεύσει «αποτυπώματα» νευροφλεγμονής με ή χωρίς σχετικό νευροεκφυλισμό.
«Αυτό είναι κρίσιμο για να δείξουμε τη χρησιμότητα της προσέγγισής μας ως πλατφόρμα για την ανακάλυψη βιοδεικτών φλεγμονώδους κατάστασης σε νευροεκφυλιστικές ασθένειες, στις οποίες τόσο η ενεργοποίηση των νευρογλοιακών κυττάρων όσο και η νευρωνική βλάβη είναι βασικοί παράγοντες», εξήγησαν.
δείτε επίσης
Τέλος, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα καθιερωμένο μοντέλο απομυελίνωσης, βασισμένο στην εστιακή χορήγηση λυσολεκιθίνης, για να αποδείξουν ότι οι βιοδείκτες που αναπτύχθηκαν δεν αντανακλούν τις αλλαγές των ιστών που εντοπίζονται συχνά σε διαταραχές του εγκεφάλου.
Σχετικά με αυτές τις ειδήσεις έρευνας νευροαπεικόνισης
συγγραφέας: Άλντα Αλάφσον
πηγή: CSIC
Επικοινωνία: Άλντα Αλάφσον – CSIC
εικόνα: Η εικόνα αποδίδεται στο IN-CSIC-UMH
αρχική αναζήτηση: ανοιχτή πρόσβαση.
“Χαρτογράφηση μικρογλοίας και ενεργοποίησης αστροκυττάρων in vivo με χρήση μαγνητικής τομογραφίας διάχυσηςΓράφτηκε από τους Raquel Garcia Hernandez et al. πρόοδος της επιστήμης
μια περίληψη
Χαρτογράφηση μικρογλοίας και ενεργοποίησης αστροκυττάρων in vivo με χρήση μαγνητικής τομογραφίας διάχυσης
Ενώ τα νευρογλοιακά κύτταρα εμπλέκονται όλο και περισσότερο στην παθοφυσιολογία των ψυχιατρικών και νευροεκφυλιστικών διαταραχών, οι διαθέσιμες μέθοδοι για την απεικόνιση αυτών των κυττάρων in vivo περιλαμβάνουν είτε επεμβατικές διαδικασίες είτε ακτινοχειρουργική με τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων (PET), που παρέχουν χαμηλή ανάλυση και ειδικότητα.
Εδώ, παρουσιάζουμε μια μη επεμβατική μέθοδο απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού (MRI) με στάθμιση διάχυσης για την απεικόνιση αλλαγών στη μορφολογία των νευρογλοίων.
Χρησιμοποιώντας μοντέλα ποντικών νευροφλεγμονής, εκφυλισμού και απομυελίνωσης, αποδεικνύουμε ότι η μαγνητική τομογραφία με στάθμιση διάχυσης φέρει ένα αποτύπωμα μικρογλοίας και ενεργοποίησης αστροκυττάρων και ότι συγκεκριμένες υπογραφές από κάθε ομάδα μπορούν να ποσοτικοποιηθούν μη επεμβατικά.
Αυτή η μέθοδος είναι ευαίσθητη σε αλλαγές στη μορφολογία και τον πολλαπλασιασμό των νευρογλοιακών κυττάρων, παρέχοντας μια ποσοτική περιγραφή της νευροφλεγμονής, ανεξάρτητα από την παρουσία ταυτόχρονης νευρωνικής απώλειας ή απομυελινωτικής βλάβης.
Έχουμε αποδείξει τη μεταφραστική αξία μιας προσέγγισης που δείχνει σημαντικές συσχετίσεις μεταξύ της μαγνητικής τομογραφίας και των δεικτών μικρογλοίας στους ανθρώπους.
Αυτό το πλαίσιο έχει τη δυνατότητα να μεταμορφώσει τη βασική και κλινική έρευνα διευκρινίζοντας τον ρόλο της φλεγμονής στην υγεία και τις ασθένειες.