Encefalitis observada por primera vez in vivo, ¿para qué sirve?

La resonancia magnética ponderada por difusión permite el estudio de la inflamación cerebral in vivo

La resonancia magnética ponderada por difusión permite el estudio de la inflamación cerebral in vivo

Foto: Pixabay

Las enfermedades neurodegenerativas tienden a producir importantes discapacidades físicas, mentales y sociales. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), actualmente 50 millones de personas en todo el mundo tienen demencia y se espera que este número se triplique para 2050. Con estos datos sobre la mesa, no es de extrañar que uno de los retos actuales a los que se enfrenta la medicina sea el impacto paliativo de estas patologías.

Ahora, un estudio conjunto de los laboratorios liderados por Silvia de Santis y Santiago Canals, científicos del Instituto de Neurociencias de Alicante (CSIC-UMH), ha permitido por primera vez y con gran detalle visualizar la inflamación cerebral mediante ponderación por difusión. Imágenes por Resonancia Magnética (DW-MRI). (Puede leer: Nigeria tuvo el mayor brote de viruela del mono. ¿Qué podemos aprender de esto?)

Esta imagen detallada de rayos X no se puede obtener con resonancia magnética convencional, sino que requiere secuencias de adquisición de datos y modelos matemáticos especiales. De esta forma, los investigadores pudieron cuantificar los cambios en la morfología de las diferentes poblaciones celulares involucradas en el proceso inflamatorio del cerebro.

Los resultados muestran que la nueva técnica puede detectar de forma no invasiva y diferencial la activación de microglía y astrocitos, dos tipos de células cerebrales implicadas en la neuroinflamación.

Este avance, publicado en la revista avances científicos, podría ser clave para cambiar la dirección de la investigación y el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, el Parkinson y la esclerosis múltiple.

Las desventajas de la tecnología actual.

En general, faltan abordajes no invasivos capaces de caracterizar específicamente la encefalitis. En Vivo. El estándar actual es la tomografía por emisión de positrones (PET), pero es difícil de generalizar y está asociada a la exposición a radiaciones ionizantes. En consecuencia, su uso en poblaciones vulnerables y en estudios longitudinales es limitado. (Le puede interesar esto: Bill Gates advierte que ‘la pandemia aún no termina’)

Otra desventaja de la PET es su baja resolución espacial, ya que no es adecuada para obtener imágenes de estructuras pequeñas. Además, los radiotrazadores específicos de inflamación se expresan en múltiples tipos de células (microglía, astrocitos y endotelio), impidiendo su diferenciación.

Una estrategia innovadora

Dadas estas desventajas, la resonancia magnética ponderada por difusión (dw-MRI) puede obtener de forma no invasiva y con alta resolución imágenes de la microestructura cerebral “in vivo”. Esta técnica captura el movimiento aleatorio de las moléculas de agua en el parénquima cerebral para crear contraste en las imágenes de resonancia magnética.

“Esta es la primera vez que se demuestra que la señal de este tipo de resonancia magnética puede detectar la activación de microglia y astrocitos, con rastros específicos para cada población celular. Esta estrategia refleja los cambios morfológicos validados Post mortem por inmunohistoquímica cuantitativa”, enfatizan los investigadores. (Lea también: Día de la Higiene Menstrual: El Panorama Mundial sobre la Pausa Menstrual)

También han demostrado que dw-MRI es sensible y específico para detectar inflamación con y sin neurodegeneración, lo que permite distinguir las dos condiciones. Además, permite distinguir entre la inflamación y la desmielinización propias de la esclerosis múltiple.

Este trabajo también logró demostrar el valor traslacional del enfoque utilizado en un grupo de personas sanas con alta resolución”, en el que realizamos un análisis de reproducibilidad. La asociación significativa con patrones de densidad microgliales conocidos respalda la utilidad del método para generar biomarcadores confiables”, enfatiza De Santis.

“Creemos que la caracterización de aspectos relevantes de la microestructura tisular durante la inflamación puede influir en nuestra comprensión del estudio de muchas enfermedades cerebrales y transformar el diagnóstico actual y el seguimiento del tratamiento”, concluye.

¿Cómo se llevó a cabo el estudio?

Para validar el modelo, los investigadores utilizaron un paradigma de inflamación en ratas mediante la administración intracerebral de lipopolisacáridos (LPS). Esto preserva la viabilidad y la morfología neuronal al mismo tiempo que induce inicialmente la activación microglial y la respuesta astrocítica retardada. (Le puede interesar: El acceso a los medicamentos es un tema importante. ¿Qué proponen los candidatos?)

Esta secuencia temporal de eventos celulares hace posible separar transitoriamente las respuestas gliales de la degeneración neuronal y estudiar la firma de la microglía reactiva independientemente de la astrogliosis.

Para aislar la huella de la activación astrocítica, los investigadores repitieron el experimento pretratando a los animales con un inhibidor que mata temporalmente alrededor del 90% de la microglía. Usando un paradigma establecido de daño neuronal, luego probaron si el modelo es capaz de revelar rastros neuroinflamatorios con y sin neurodegeneración acompañante.

“Esto es fundamental para demostrar la utilidad de nuestro enfoque como plataforma para el descubrimiento de biomarcadores del estado inflamatorio en enfermedades neurodegenerativas, en las que tanto la activación glial como el daño neuronal juegan un papel clave”, aclaran.

Finalmente, los investigadores utilizaron un paradigma de desmielinización establecido basado en la administración focal de lisolecitina para demostrar que los biomarcadores desarrollados no reflejan los cambios tisulares que se encuentran comúnmente en las enfermedades cerebrales.