Una resonancia magnética permite ver la inflamación del cerebro “in vivo” por primera vez
Este avance permitirá realizar un estudio no invasivo de la inflamación del cerebro en enfermedades neurodegenerativas como el alzhéimer y el párkinson. La investigación se centra en la activación de dos células cerebrales: las microglías y los astrocitos.
Las enfermedades neurodegenerativas suelen generar una gran discapacidad física, intelectual y social. Según la OMS, hoy por hoy 50 millones de personas sufren demencia en todo el mundo y esta cifra se triplicará para 2050. Teniendo presente estos datos, no es de extrañar que uno de los nuevos retos de la medicina sea suavizar los efectos de estas patologías.
Una investigación conjunta de los laboratorios científicos del Instituto de Neurociencias de Alicante (CSIC-UMH) dirigido por Silvia de Santis y Santiago Canals, nos ha permitido visualizar por primera vez con mucho detalle la inflamación cerebral empleando la resonancia magnética ponderada por difusión (dw-MRI).
Para este tipo de radiografías son necesarias secuencias de adquisición de datos y modelos matemáticos especiales. De esta manera, los investigadores han podido calcular las alteraciones en la morfología de las distintas poblaciones de células implicadas en el proceso inflamatorio cerebral.
Los resultados de esta nueva técnica demuestran que se puede hallar de forma no invasiva y diferenciada la activación de dos tipos células implicadas en la neuroinflamación, llamadas microglía y astrocitos.
Este gran avance, publicado por la revista ScienceAdvances, podría ser la clave para cambiar el rumbo del estudio y el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas como el alzhéimer, el párkinson y la esclerosis múltiple.
Inconvenientes de la técnica actual:
La tomografía por emisión de positrones (PET) es la técnica actual, se asocia con la exposición de radiación ionizante y por lo tanto, tiene un uso limitado sobre todo en poblaciones vulnerables y en estudios longitudinales.
Otro de los inconvenientes es su baja resolución espacial, lo que no nos permite obtener imágenes de estructuras pequeñas. Además de los radiotrazadores específicos de la inflamación que se muestran en múltiples tipos de células (microglía, astrocitos y endotelio) imposibles de diferenciar.
Estrategia innovadora
La resonancia magnética ponderada por difusión (dw-MRI) consigue imágenes de la microestructura cerebral “in vivo” de forma no invasiva y de alta resolución. Dicha técnica capta el movimiento aleatorio de las moléculas de agua en el parénquima cerebral para producir un contraste en las imágenes de resonancia magnética.
“Es la primera vez que se demuestra que la señal de este tipo de resonancia magnética puede detectar la activación microglial y astrocitaria, con huellas específicas para cada población de células. Esta estrategia refleja los cambios morfológicos validados post mortem por inmunohistoquímica cuantitativa” indican los investigadores.
Se demuestra que la dw-MRI es sensible y específica para detectar la inflamación con y sin neurodegeneración. Además de permitir diferenciar entre la inflamación y la desmielinización característica de la esclerosis múltiple.
Este estudio ha logrado destacar el valor traslacional del enfoque utilizado en un grupo de personas sanas a alta resolución, “ en la que realizamos un análisis de reproducibilidad. La asociación significativa con patrones de densidad de microglía conocidos apoya la utilidad del método para generar biomarcadores fiables” acentúa De Santis.
Silvia finaliza diciendo “Creemos que caracterizar aspectos relevantes de la microestructura de los tejidos durante la inflamación puede impactar en nuestra comprensión del estudio de muchas afecciones cerebrales y transformar el diagnóstico y el seguimiento actual del tratamiento”.
¿Cómo se ha llevado a cabo el estudio?
Para verificar el estudio, los investigadores han utilizado un paradigma de inflamación en ratas mediante la administración intracerebral de lipopolisacáridos (LPS). Con esto, preservamos la viabilidad y la morfología neuronal mientras que se induce una activación de la microglía y después, una respuesta de los astrocitos.
Tras la secuencia temporal de los acontecimientos celulares permite que las respuestas gliales puedan ser disociadas transitoriamente de la degeneración neuronal, y la firma de la microglía reactiva investigada independientemente de la astrogliosis.
Los investigadores repitieron el experimento tratando con antelación a los animales con un inhibidor que anula temporalmente un 90% de la microglía. Más adelante, con un paradigma establecido de daño neuronal, comprobaron si el modelo era capaz de desentrañar las huellas neuro inflamatorias con y sin una neurodegeneración concurrente.
“Esto es fundamental para demostrar la utilidad de nuestro enfoque como plataforma para el descubrimiento de biomarcadores del estado inflamatorio de las enfermedades neurodegenerativas, donde tanto la activación de la glía como el daño neuronal son actores clave”, explican.
Para finalizar, los investigadores emplearon un paradigma establecido de desmielinización, fundado en la administración focal de lisolecitina, para verificar que los biomarcadores desarrollados no reflejan las alteraciones del tejido que se encuentran a menudo en los trastornos cerebrales.
A continuación les indicamos los centros del Grupo Scanner Vizcaya donde pueden realizarse una resonancia magnética.
