Únete á nosa canle de Whatsapp
As enfermidades neurodexenerativas tenden a xerar unha gran discapacidade física, intelectual e social. Segundo a Organización Mundial da Saúde (OMS), actualmente 50 millóns de persoas sofren demencia en todo o mundo e espérase que dita cifra se triplique para 2050. Con estes datos sobre a mesa, non é de estrañar que un dos retos actuais da medicina sexa paliar os efectos destas patoloxías.
Agora, unha investigación conxunta dos laboratorios dirixidos por Silvia de Santis e Santiago Canals, científicos do Instituto de Neurociencias de Alacant (CSIC-UMH), permitiu visualizar por primeira vez e con gran detalle a inflamación cerebral utilizando a resonancia magnética ponderada por difusión (dw- MRI)
Esta detallada radiografía non pode obterse mediante unha resonancia convencional, senón que son necesarias secuencias de adquisición de datos e modelos matemáticos especiais. Así, os investigadores puideron cuantificar as alteracións na morfoloxía das diferentes poboacións de células implicadas no proceso inflamatorio cerebral.
Os resultados demostran que a nova técnica pode detectar de forma non invasiva e diferenciada a activación da microglía e os astrocitos, dous tipos de células cerebrais implicadas na neuroinflamación.
Devandito avance, publicado na revista Science Advances, podería ser clave para cambiar o rumbo do estudo e tratamento de enfermidades neurodexenerativas como o alzhéimer, o párkinson e a esclerose múltiple.
Os inconvenientes da técnica actual
En xeral, hai unha carencia de enfoques non invasivos capaces de caracterizar especificamente a inflamación cerebral in vivo. O estándar actual é a tomografía por emisión de positróns (PET), pero é difícil de xeneralizar e asóciase coa exposición á radiación ionizante. En consecuencia, o seu uso está limitado en poboacións vulnerables e en estudos lonxitudinais.
Outro inconveniente da PET é a súa baixa resolución espacial, xa que isto faina inadecuada para obter imaxes de estruturas pequenas. Ademais, os radiotrazadores específicos da inflamación exprésanse en múltiples tipos de células (microglía, astrocitos e endotelio), o que impide diferencialas.
Unha estratexia innovadora
Fronte a estes inconvenientes, a resonancia magnética ponderada por difusión (dw-MRI) pode obter imaxes da microestrutura cerebral in vivo de forma non invasiva e con alta resolución. Esta técnica captura o movemento aleatorio das moléculas de auga no parénquima cerebral para xerar contraste nas imaxes de resonancia magnética.
“É a primeira vez que se demostra que o sinal deste tipo de resonancia magnética pode detectar a activación microglial e astrocitaria, con pegadas específicas para cada poboación de células. Esta estratexia reflicte os cambios morfolóxicos validados post mortem por inmunohistoquímica cuantitativa”, sinalan os investigadores.
Tamén demostraron que a dw-MRI é sensible e específica para detectar a inflamación con e sen neurodexeneración, polo que ambas as condicións poden ser diferenciadas. Ademais, permite discriminar entre a inflamación e a desmielinización característica da esclerose múltiple.
Este traballo logrou así mesmo demostrar o valor traslacional do enfoque utilizado nun grupo de humanos sans a alta resolución, “na que realizamos unha análise de reproducibilidade. A asociación significativa con patróns de densidade de microglía coñecidos apoia a utilidade do método para xerar biomarcadores fiables”, destaca De Santis.
“Cremos que caracterizar aspectos relevantes da microestrutura dos tecidos durante a inflamación pode impactar na nosa comprensión do estudo de moitas afeccións cerebrais e transformar o diagnóstico e o seguimento actual do tratamento”, conclúe.
Como se levou a cabo o estudo?
Para validar o modelo, os investigadores utilizaron un paradigma de inflamación en ratas a través da administración intracerebral de lipopolisacáridos (LPS). Con iso, presérvase a viabilidade e a morfoloxía neuronal mentres que se induce primeiro unha activación da microglía e, de maneira retardada, unha resposta dos astrocitos.
Esta secuencia temporal de eventos celulares permite que as respostas gliais poidan ser disociadas transitoriamente da dexeneración neuronal, e a firma da microglía reactiva investigada independentemente da astrogliose.
Para illar a pegada da activación astrocitaria, os investigadores repetiron o experimento tratando previamente aos animais cun inhibidor que anula temporalmente ao redor do 90% da microglía. Posteriormente, cun paradigma establecido de dano neuronal, comprobaron se o modelo era capaz de desentrañar as pegadas neuroinflamatorias con e sen unha neurodexeneración concomitante.
“Isto é fundamental para demostrar a utilidade do noso enfoque como plataforma para o descubrimento de biomarcadores do estado inflamatorio nas enfermidades neurodegenerativas, onde tanto a activación da glía como o dano neuronal son actores clave”, aclaran.
Por último, os investigadores utilizaron un paradigma establecido de desmielinización, baseado na administración focal de lisolecitina, para demostrar que os biomarcadores desenvolvidos non reflicten as alteracións do tecido que se atopan frecuentemente nos trastornos cerebrais.
Referencia: Mapping microglia and astrocyte activation in vivo using diffusion MRI (Publicado en Science Advances)
