Исследователи из Гарварда создали способ диагностики легких черепно-мозговых травм, которые зачастую протекают бессимптомно.
Разработанные ими микропластыри с гадолинием прикрепляются к макрофагам и способствуют эффективной визуализации повреждения мозга на МРТ. Помимо этого метод безопасен для людей с почечными заболеваниями. Подробно о новой разработке и первых доклинических тестах можно узнать из статьи авторов, опубликованной в Science Translational Medicine.
Легкие черепно-мозговые травмы (ЧМТ), такие как сотрясение головного мозга или легкий ушиб, диагностировать методами визуализации довольно трудно. Метод магнитно-резонансной томографии (МРТ) может не показать наличия каких-либо структурных изменений в мозге, хотя такие травмы вызывают значимые изменения в нем. Без верного диагноза, вернувшись к нормальной деятельности и не получив должного лечения, люди могут еще более усугубить повреждения. Последствия легкой ЧМТ могут беспокоить человека годами, и известно, что она увеличивает риск возникновения неврологических расстройств, таких как депрессия, деменция, болезнь Паркинсона.
Легкая ЧМТ вызывает достаточные изменения в сосудистых сплетениях головного мозга для того, чтобы начался воспалительный процесс, приводящий к миграции макрофагов к пораженному месту. Новый подход к визуализации как раз и использует способность иммунных клеток перемещаться через гематоэнцефалический барьер в ответ на воспаление.
Исследователи из Гарварда разработали гидрогелевые микропластыри, нагруженные гадолинием (gadolinium-loaded anisotropic micropatches, GLAM) – контрастным веществом, которое обычно используется в МРТ. Эти микропластыри представляют собой дискоидальные микрочастицы, которые стабильно прикрепляются к макрофагам без фагоцитоза и не влияют на жизнеспособность и функции клеток. Кроме того, они гидрофобны и могут иметь достаточно сильный сигнал на МРТ. Последнюю проблему исследователи пытались преодолеть в течение многих лет упорной работы. Разработанные микрочастицы назвали M-GLAMs.
Тестирование M-GLAMs на мышах показало, что микропластыри сохранялись в организме более 24 часов без каких-либо негативных побочных эффектов и, что не менее важно, не накапливались в почках. Это особенно интересно, поскольку существующие контрастные вещества на основе гадолиния могут представлять опасность для здоровья пациентов с заболеваниями почек.
Затем команда исследователей протестировала M-GLAM на свиньях. Они вводили M-GLAM в кровь животных через два дня после имитации ЧМТ, а затем использовали МРТ для оценки концентрации гадолиния в мозге. У свиней, получивших M-GLAM, наблюдалось значительное увеличение интенсивности сигнала от гадолиния в сосудистых сплетениях. Также токсического отравления у животных не было обнаружено.
Еще одно преимущество разработки – лучшей визуализации можно добиться при гораздо более низкой дозе гадолиния, чем вводится обычно при процедуре МРТ с контрастом. Это может оказаться критически полезным для людей, которые не могут переносить существующие контрастные вещества.
Как говорят сами авторы, даже несмотря на то, что их разработка способна эффективно показывать наличие легкой ЧМТ, тем не менее с ее помощью нельзя точно определить расположение повреждений или воспалительных реакций в ткани головного мозга. Тем не менее метод позволяет минимизировать ущерб от ЧМТ и ускорить выздоровление, за счет своевременной диагностики.
Исследователи уже показали возможность массового производства M-GLAMs и на данный момент изучают возможность сотрудничества с биотехнологическими и фармацевтическими компаниями, чтобы ускорить клинические испытания.
Текст: Анна Удоратина