磁共振成像首次显示了体内的大脑炎症
来自UMH-CSIC神经科学研究所(西班牙阿利坎特)的Silvia de Santis博士和Santiago Canals博士的研究，使使用扩散加权磁共振成像技术首次能够非常详细地可视化大脑炎症。这种详细的炎症“x光”无法通过常规MRI获得，但需要数据采集序列和特殊的数学模型。一旦该方法被开发出来，研究人员就能够量化参与大脑炎症过程的不同细胞群的形态变化。
研究人员开发的一项创新策略使这一重要突破成为可能，该研究成果发表在今天的杂志上科学的进步这可能对改变神经退行性疾病的研究和治疗过程至关重要。
研究表明，弥散加权MRI可以无创和区别地检测小胶质细胞和星形胶质细胞的激活，这两种类型大脑这些细胞是神经炎症及其进展的基础。
退行性脑疾病，如阿尔茨海默氏症和其他痴呆症，帕金森症或多发性硬化症是一种紧迫的疾病困难的问题去解决。持续激活两种类型的脑细胞，小胶质细胞和星形胶质细胞，会导致慢性炎症在大脑中，这是神经退行性变的原因之一，并有助于其发展。
然而，目前还缺乏能够在体内特异性地表征脑炎症的非侵入性方法。目前的金本位是正电子发射断层摄影术(PET)，但它难以推广，并与电离辐射暴露有关，因此它的使用在弱势人群和在纵向研究这需要在一段时间内反复使用PET，就像神经退行性疾病一样。
PET的另一个缺点是空间分辨率低，这使得它不适合成像小结构，另一个缺点是炎症特异性放射性示踪剂在多种细胞类型(小胶质细胞、星形胶质细胞和内皮细胞)中表达，使得无法区分它们。
面对这些缺陷，扩散加权MRI具有独特的能力，通过捕捉脑实质中水分子的随机运动，在MRI图像中产生对比度，对体内大脑微结构进行无创和高分辨率成像。
创新战略
在这项研究中，来自UMH-CSIC神经科学研究所的研究人员开发了一种创新策略，允许使用扩散加权磁共振成像(dw-MRI)对大脑灰质中的小胶质细胞和星形胶质细胞激活成像。
“这是第一次证明，这种类型的MRI (dw-MRI)的信号可以检测到小胶质细胞和星形胶质细胞的激活，每个细胞群都有特定的足迹。我们使用的这种策略反映了定量免疫组织化学在死后验证的形态变化，”研究人员指出。
他们还表明，这种技术对于检测有和没有神经退行性变的炎症是敏感和特异性的，因此可以区分这两种情况。此外，它还可以区分多发性硬化症的炎症和脱髓鞘特征。
西尔维亚·德·桑蒂斯说，这项工作也证明了在一组健康人群中使用的高分辨率方法的转化价值，“我们在其中进行了可重复性分析。与人脑中已知的小胶质细胞密度模式的显著关联，支持了生成可靠的胶质细胞生物标志物的方法的有用性。我们相信，使用这种技术来表征炎症期间组织微结构的相关方面，非侵入性和纵向，可以对我们对许多大脑疾病的病理生理学的理解产生巨大影响，并可以改变目前的诊断实践和神经退行性疾病的治疗监测策略。”
为了验证该模型，研究人员使用了基于脑内给脂多糖(LPS)的大鼠炎症的既定范例。在这种模式下，神经元的活力和形态被保留，同时首先诱导小胶质细胞(大脑的免疫系统细胞)的激活，并以一种延迟的方式，产生星形胶质细胞反应。这种细胞事件的时间序列允许神经胶质反应与神经元变性暂时分离，反应性小胶质细胞的特征独立于星形胶质细胞病变进行研究。
为了分离星形胶质细胞激活的印记，研究人员重复了这个实验，用一种抑制剂对动物进行预处理，这种抑制剂可以暂时消融约90%的小胶质细胞。随后，他们使用一个已建立的神经元损伤范式，测试了该模型是否能够揭示伴有或不伴有神经退行性变的神经炎症“足迹”。他们写道:“这对于证明我们的方法作为发现神经退行性疾病炎症状态生物标志物的平台的实用性至关重要，在神经退行性疾病中，胶质细胞激活和神经元损伤都是关键角色。”
最后，研究人员使用基于局部给药溶卵磷脂的既定脱髓鞘范例来证明开发的生物标志物不反映大脑疾病中经常发现的组织改变。
