Прорыв в визуализации воспаления головного мозга

Исследования доктора Сильвии де Сантис и доктора Сантьяго Канальса из Института неврологии UMH-CSIC (Аликанте, Испания) позволили впервые и в мельчайших деталях визуализировать воспаление головного мозга с помощью диффузионно-взвешенной магнитно-резонансной томографии (ДВ-МРТ). Столь подробный снимок нельзя получить путем обычной МРТ, поскольку требуется определенная последовательность сбора данных и их обработка с помощью специальных математических моделей. Посредством ДВИ-МРТ исследователи смогли количественно оценить изменения в морфологии различных клеточных популяций, участвующих в воспалительном процессе в головном мозге.

Инновационная стратегия, разработанная исследователями, сделала возможным этот прорыв, результаты которого были опубликованы несколько дней назад в журнале Science Advances и на портале Medical Xpress¹. Применение нового метода может иметь решающее значение для изменения хода изучения и лечения нейродегенеративных заболеваний.

Исследователи продемонстрировали, что с помощью ДВИ-МРТ они могут неинвазивно и дифференцированно обнаруживать активацию микроглии и астроцитов, двух типов клеток головного мозга, изменения которых лежат в основе нейровоспаления и его прогрессирования. В частности, в настоящее время известно, что устойчивая активация этих двух типов клеток головного мозгаприводит к хроническому воспалению в головном мозге, которое является одной из причин нейродегенерации и способствует ее прогрессированию.

Однако, в настоящее время практически нет неинвазивных подходов, способных специфически охарактеризовать воспаление головного мозга in vivo. Современным золотым стандартом является позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), но ее результаты трудно обобщить, и она связана с воздействием ионизирующего излучения, поэтому ее использование ограничено в уязвимых группах населения и в лонгитюдных исследованиях, которые требуют многократного использования ПЭТ в течение нескольких лет, как в случае с нейродегенеративными заболеваниями. Другим недостатком ПЭТ является его низкое пространственное разрешение, что делает ее непригодной для визуализации небольших структур. Кроме того, специфичные для воспаления радиотрейсеры экспрессируются в нескольких типах клеток (микроглия, астроциты и эндотелий), что делает невозможным их различение.

Между тем, ДВИ-МРТ обладает уникальной способностью отображать микроструктуру мозга in vivo неинвазивно и с высоким разрешением, фиксируя случайное движение молекул воды в паренхиме мозга для создания контраста на изображениях МРТ. Для проверки эффективности метода исследователи использовали модель воспаления у крыс, основанную на внутримозговом введении липополисахарида. В этой модели сохраняется жизнеспособность и морфология нейронов, но при этом, во-первых, происходит активация микроглии, и с задержкой - реакция астроцитов. Эта последовательность клеточных событий позволяет временно отделять глиальные реакции от дегенерации нейронов, а сигнатуру реактивной микроглии исследовать независимо от астроглиоза.