به گفته محققان دانشگاه هاروارد، هنگامی که تصویربرداری رزونانس مغناطیسی معمولی (MRI) تغییرات ساختاری را نشان نمی دهد، یک "عامل کنتراست زنده" می تواند به تشخیص آسیب تروماتیک مغزی خفیف (TBI) کمک کند. دانشکده فنی و علوم کاربردی.
محققان گادولینیوم، یک ماده کنتراست استاندارد MRI را در میکروپچ‌های مبتنی بر هیدروژل قرار دادند که به سلول‌های ایمنی متصل می‌شوند و در مطالعات پیش بالینی، التهاب را در خوک‌هایی که TBI خفیف داشتند مشاهده کردند. در نهایت، آنها پیش بینی می کنند که این فناوری تعداد موارد خفیف TBI تشخیص داده شده را افزایش دهد و مراقبت از بیمار را بهبود بخشد.
"اگر شخصی زمین بخورد یا ضربه خفیفی به سر داشته باشد، ممکن است تغییر قابل تشخیصی در ساختار مغز ایجاد نشود، اما ممکن است مغز هنوز آسیب قابل توجهی را متحمل شده باشد که می تواند در طول زمان ظاهر شود. به بیماران مشکوک TBI گفته می‌شود که ظاهر آن خوب است، فقط برای اینکه متوجه شوند [بعداً] عوارض جانبی ظاهر می‌شوند.» سمیر میتراگوتری، آزمایشگاهی که این مطالعه را انجام داد. "پس این انگیزه بود - آیا می‌توانیم راه حساس‌تری برای تشخیص خفیف TBI ایجاد کنیم؟" توسعه این فناوری توسط لیلی لی ون وانگ، یک دانشجوی کارشناسی ارشد در دانشگاه، رهبری شد آزمایشگاه میتراگوتری. تخصص MRI توسط ربکا مانیکس از بیمارستان کودکان بوستون و تیمش.
سوارکاری با خورندگان حرفه ای سیستم ایمنی
از آنجایی که سیستم ایمنی بدن می‌داند که مغز آسیب دیده است، حتی با آسیب‌های «کوچک»، محققان به دنبال ماده حاجب بودند که بتوان از آن برای تشخیص سلول‌های ایمنی استفاده کرد. آنها در ماکروفاژها، گلبول‌های سفید خونی که فراوان، متحرک هستند و در میان سایر عملکردهایشان در سیستم ایمنی بدن، به محل‌های التهابی جذب می‌شوند و میکروارگانیسم‌ها را در خود فرو می‌برند، قرار می‌گیرند.
میتراگوتری توضیح می دهد: "ماکروفاژها به خوردن هر چیزی که به آنها متصل است بدنام هستند - اینها خواران حرفه ای هستند." ما یک برچسب روی ماکروفاژ می گذاریم تا ماکروفاژ در MRI دیده شود.
محققان این فناوری را میکروپچ های ناهمسانگرد بارگذاری شده با Gd(III) یا M-GLAM نامیدند. همانطور که از نام آنها پیداست، M-GLAM ها به ماکروفاژها متصل می شوند و به مغز آسیب دیده وارد می شوند. از آنجایی که GLAM ها با گادولینیوم برچسب گذاری شده اند، محققان می توانند از MRI برای مشاهده مکان ماکروفاژها در مغز استفاده کنند.
ماکروفاژ در هر جایی که التهاب در مغز باشد، موضعی می‌گیرد، بنابراین می‌توانید محل التهاب را ببینید. اما هدف اصلی این است که ببینیم آیا التهاب وجود دارد یا خیر. سوال ثانویه این است که کجا، زیرا اکثر اوقات در مورد TBI خفیف، حتی به سوال اول پاسخ داده نمی شود.
محققان ماده حاجب را با تزریق GLAM در موش ها و خوک ها با دوز یک یا چند GLAM در هر ماکروفاژ آزمایش کردند. برخلاف Gadavist، یک ماده کنتراست تجاری مبتنی بر گادولینیوم، M-GLAM ها واکنش های نامطلوب یا مسمومیت ایجاد نکردند و قبل از پاکسازی توسط کبد و کلیه، بیش از 24 ساعت در بدن حیوانات باقی ماندند. در یک مدل آسیب مغزی خوک، آنها M-GLAMs را در شبکه مشیمیه مشاهده کردند، ناحیه ای از مغز که به جذب سلول های ایمنی از طریق سد خونی-مایع مغزی نخاعی کمک می کند. گداویست که به سرعت از بدن پاک می شود، در محل های التهاب مغز موضعی نمی گیرد.
غلظت یون‌های گادولینیوم در GLAM به اندازه‌ای زیاد است که در مطالعات حیوانی، محققان توانستند از دوز 500 تا 1000 برابری کمتری از گادولینیوم نسبت به گداویست استفاده کنند. آنها تصدیق می کنند که M-GLAM ها باید در حیوانات بیشتری آزمایش شوند و M-GLAM ها می توانند به محل های التهاب غیر مرتبط با TBI خفیف مهاجرت کنند.
تهیه و مشخص کردن GLAM ها
گادولینیوم به عنوان یک ماده کنتراست MRI در جایی که تماس با آب وجود دارد عمل می کند (سیگنال های MRI T1 به برهمکنش های پروتون آب-Gd(III) نیاز دارند). بنابراین بر خلاف بسیاری از پلیمرهای مورد استفاده برای کاربردهای زیست پزشکی، که آبگریز و غیر متخلخل هستند، یک GLAM متخلخل و آبدوست است – یک هیدروژل دیسکی شکل که زمانی که ماکروفاژ سعی می کند اسید هیالورونیک موجود در هیدروژل را بخورد، به ماکروفاژ متصل می شود.
ماکروفاژها در این تلاش شکست می خورند زیرا GLAM دیسکی شکل است (که ماکروفاژها نمی توانند دیسکی شکل را بخورند و سایر ذرات ناهمسانگرد توسط محققان در جریان مطالعه دیگری کشف شد). در نهایت، GLAM ها بدون تأثیر بر مهاجرت ماکروفاژها یا سایر عملکردها به ماکروفاژها متصل می شوند.
دستگاه دستی از طیف سنجی شبکیه چشم ایمن برای تشخیص آسیب مغزی استفاده می کند
میتراگوتری می‌گوید: «روند واقعی [ساخت GLAM] کاملاً درگیر بود. "تیم ما برای چند سال کاملاً مجدانه کار کرد تا روش آماده سازی را به درستی انجام دهد." پروتکل ساخت فعلی شامل مخلوط کردن گادولینیوم اصلاح شده و اسید هیالورونیک، ریختن مایع در ویفر با چاهک‌هایی در آن و چرخاندن ویفر برای پر کردن یکنواخت قالب‌ها است. تابش نور ماوراء بنفش بر روی قالب های چرخانده شده زنجیره های پلیمری را به هم متصل می کند و یک GLAM جامد را تشکیل می دهد.
کار آینده شامل مطالعات دقیق جنبشی و پاسخ دوز M-GLAM در مغز و پیشرفت فناوری در انسان است، که در آن کاربردها شامل تشخیص و احتمالاً حتی درمان TBI خفیف، سرطان‌ها و شرایط خودایمنی است.
این تحقیق در منتشر شده است ترجمه علوم پزشکی.
- محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. به خودت قدرت بده دسترسی به اینجا.
- PlatoAiStream. هوش وب 3 دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
- PlatoESG. کربن ، CleanTech، انرژی، محیط، خورشیدی، مدیریت پسماند دسترسی به اینجا.
- PlatoHealth. هوش بیوتکنولوژی و آزمایشات بالینی. دسترسی به اینجا.
- منبع: https://physicsworld.com/a/macrophage-adhering-micropatches-enable-mri-to-detect-brain-inflammation/
