La posibilidad de estudiar y visualizar los cambios que se originan en el cerebro debido a la inflamación que acompaña a ciertas enfermedades neurológicas es uno de los avances más importantes para ofrecer respuestas y, por tanto, tratamientos más específicos e incluso preventivos en un futuro.
Ahora, investigadores del Instituto de Neurociencias UMH-CSIC, en Alicante, han obtenido por primera vez imágenes de la activación de la microglía y de los astrocitos, dos tipos de células involucradas en la neuroinflamación, utilizando resonancia magnética ponderada por difusión (dw-MRI), lo que ha permitido visualizar con gran detalle la inflamación cerebral.
Imágenes especiales
Se trata de una investigación conjunta, que publica Science Advances, de los laboratorios dirigidos por Silvia de Santis y Santiago Canals, ambos del Instituto de Neurociencias UMH-CSIC, que mediante la citada resonancia ha conseguido una detallada 'radiografía' de la inflamación que no puede obtenerse con una resonancia magnética convencional, sino que requiere secuencias de adquisición de datos y modelos matemáticos especiales.
Tras el desarrollo del método, los investigadores han cuantificado las alteraciones en la morfología de las diferentes poblaciones de células implicadas en el proceso inflamatorio cerebral, estrategia que que puede ser crucial para variar el rumbo del estudio y tratamiento de las enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, el Parkinson o la esclerosis múltiple, entre otras.
Para Raquel García Hernández, primera autora del trabajo, los resultados demuestran que la Resonancia Magnética Ponderada por Difusión puede detectar "de forma no invasiva y diferenciada la activación de la microglía y los astrocitos, dos tipos de células cerebrales que están en la base de la neuroinflamación y su progresión".
La activación sostenida de dos tipos de células del cerebro, la microglía y los astrocitos conduce a una inflamación crónica en el cerebro que es una de las causas de la neurodegeneración y contribuye a su progresión. Pero, hasta el momento, no ha habido procedimientos no invasivos que pudieran caracterizar específicamente la inflamación cerebral 'in vivo'.
El estándar de oro actual es la tomografía por emisión de positrones (PET), pero es difícil de generalizar y está asociada a exposición a la radiación ionizante, por lo que su uso está limitado en poblaciones vulnerables y en estudios longitudinales, que requieren el uso de PET de manera repetida durante un período de años, como es el caso de las enfermedades neurodegenerativas.
Otro inconveniente del PET es su baja resolución espacial, que la hace inadecuada para obtener imágenes de estructuras pequeñas, con el inconveniente añadido de que los radiotrazadores específicos de la inflamación se expresan en múltiples tipos de células -microglía, astrocitos y endotelio-, lo que impide diferenciarlas.
Frente a estos inconvenientes, la resonancia magnética ponderada por difusión tiene la capacidad única de obtener imágenes de la microestructura cerebral 'in vivo' de forma no invasiva y con alta resolución, al capturar el movimiento aleatorio de las moléculas de agua en el parénquima cerebral para generar contraste en las imágenes de resonancia magnética.
Los investigadores explican que es la primera vez que se demuestra que la señal de este tipo de resonancia magnética (dw-MRI) puede detectar la activación microglial y astrocitaria, con huellas específicas para cada población de células. Además, refleja los cambios morfológicos validados post-mortem por inmunohistoquímica cuantitativa".
Con y sin degeneración
También han demostrado que esta técnica es sensible y específica para detectar la inflamación con y sin neurodegeneración, por lo que ambas condiciones pueden ser diferenciadas. Además, permite discriminar entre la inflamación y la desmielinización característica de la esclerosis múltiple.
Se ha demostrado además el valor traslacional de esta estrategia, ya que se ha utilizado en una cohorte de humanos sanos a alta resolución, en la que se ha realizado un análisis de reproducibilidad.
La asociación significativa con patrones de densidad de microglía conocidos en el cerebro humano apoya, según Silvia de Santis, la utilidad del método para generar biomarcadores de glía fiables. "Creemos que caracterizar, mediante esta técnica, aspectos relevantes de la microestructura tisular durante la inflamación, de forma no invasiva y longitudinal, puede tener un tremendo impacto en nuestra comprensión de la fisiopatología de muchas afecciones cerebrales, y puede transformar la práctica diagnóstica actual y las estrategias de seguimiento terapéutico de las enfermedades neurodegenerativas, destaca Silvia de Santis.
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