研究人员发明了一种新的脑成像方法，即使在磁共振成像(MRI)等现有成像技术没有显示任何结构异常的情况下，也可以诊断出轻度创伤性脑损伤(mTBIs)。这项技术包括将钆(一种标准的MRI造影剂)装载到附着在免疫细胞巨噬细胞上的基于水凝胶的微贴片中。
mtbi引起大脑炎症，产生吸引巨噬细胞迁移到那里的信号。将钆造影剂偶联到这些细胞上，使MRI能够显示脑部炎症，并增加正确诊断的mTBI病例的数量，改善患者护理。该方法发表在《科学转化医学》杂志的一篇新论文中。
该研究的资深作者Samir Mitragotri博士在其实验室进行了这项研究，他说:“70%到90%的报道的TBI病例被归类为‘轻度’，然而多达90%的mTBI病例没有得到诊断，尽管它们的影响可以持续数年，而且已知它们会增加患抑郁症、痴呆和帕金森病等一系列神经系统疾病的风险。”“我们基于细胞的成像方法利用了免疫细胞对炎症反应进入大脑的先天能力，使我们能够识别标准MRI成像无法识别的mtbi。”
Mitragotri是哈佛大学Wyss研究所的核心教员，也是哈佛大学John a . Paulson工程与应用科学学院(SEAS)生物启发工程的Hiller教授和Hansj?rg Wyss教授。
我们大多数人都知道有人患有脑震荡(mTBI的另一种说法)，有时甚至不止一次。但绝大多数经历过mTBI的人从未得到过适当的诊断。如果没有这种诊断，他们可能会在完全康复之前就恢复正常活动，从而加剧他们的伤害，这可能会导致进一步的损害。一些研究甚至表明，反复的mtbi会导致慢性创伤性脑病(CTE)，这种神经退行性疾病已被发现折磨着90%以上的美国职业橄榄球运动员。
由于mTBI的作用被认为是由“看不见的”脑部炎症引起的，米特拉戈特里实验室的成员决定利用他们在免疫细胞方面的经验来创造更好的诊断方法。
“我们以前的项目集中在控制免疫细胞的行为或利用它们将药物输送到特定组织。我们想利用免疫细胞的另一种先天能力——定位到体内炎症部位——将显像剂带入大脑，在那里它们可以为mTBI提供可见的检测信号，”第一作者Lily Li-Wen Wang博士说。Wang曾在Wyss研究所和SEAS的Mitragotri实验室担任研究员，现为Landmark Bio的科学家。
该团队计划使用他们的细胞背包技术将钆分子附着在巨噬细胞上，巨噬细胞是一种白细胞，已知它会渗入大脑，对炎症做出反应。但马上，他们就遇到了一个问题:为了作为核磁共振成像扫描的造影剂，钆需要与水相互作用。
他们最初的背包微粒是一种叫做PLGA的聚合物的堆肥，这种聚合物是疏水的(意思是它排斥水)。因此，Wang和她的合著者开始开发一种由水凝胶材料制成的新型背包，这种背包可以在实验室中大规模生产。
经过多年的努力，他们终于创造了一种新的水凝胶背包，它可以产生强烈的钆介导的MRI信号，稳定地附着在小鼠和猪的巨噬细胞上，并在体外维持它们的货物一段时间。他们将这种新微粒命名为M-GLAMs，即“巨噬细胞搭便车Gd(III)负载各向异性微补丁”的缩写。现在，是时候在一个更现实的环境中对它们进行测试了，为此，他们与波士顿儿童医院的研究人员和临床医生合作。
首先，他们将小鼠M-GLAMs巨噬细胞注射到小鼠体内，看看是否能在体内看到它们。他们特别感兴趣的是它们是否会在肾脏中积聚，因为现有的Gadavist等基于钆的造影剂会对肾脏疾病患者造成健康风险。
他们的M-GLAMs不会在小鼠的肾脏中积累，而是在小鼠体内持续超过24小时，没有负面副作用。相比之下，注射Gadavist的小鼠在注射后15分钟内肾脏内造影剂大量积聚，24小时内该物质完全从体内清除。
然后，研究小组在猪mTBI模型中测试了猪M-GLAMs。在模拟mTBI两天后，他们将M-GLAMs注射到动物的血液中，然后用MRI来评估大脑中钆的浓度。他们集中研究了一个叫做脉络丛的小区域，它被认为是免疫细胞进入大脑的主要通道。
接受M-GLAMs的猪显示出脉络膜丛中钆强度的显著增加，而注射Gadavist的猪则没有，尽管证实两组大脑中炎症巨噬细胞密度增加。在给予这些治疗后，这些动物的任何主要器官都没有显示出毒性。
“我们的M-GLAMs的另一个重要方面是，我们能够在比目前的造影剂低得多的钆剂量下获得更好的成像，在Gadavist的情况下低500-1000倍，”王说。“这将允许目前无法耐受现有造影剂的患者使用MRI，包括那些已有肾脏问题的患者。”
作者指出，虽然M-GLAMs可以通过通过脉络膜丛进入大脑的高浓度巨噬细胞来指示大脑中炎症的存在，但他们的技术不能精确定位脑组织中损伤或炎症反应的确切位置。然而，如果与他们在最近的另一篇论文中开发的新治疗模式相结合，M-GLAMS可以提供一种更快速有效的方法来识别和减少mTBI患者的炎症，以最大限度地减少损伤并加速他们的恢复。
研究人员已经为他们的技术提交了专利申请，并希望能够在不久的将来将其推向市场。他们目前正在探索与生物技术和制药公司合作，以加速临床试验。
“这项工作表明，在人体的各种功能方面，有多少潜力有待开发:监测健康、诊断问题、治疗疾病和预防疾病复发。这个团队在利用免疫细胞改善医学成像方面的聪明才智给我留下了深刻的印象，我希望很快就能在临床医生手中看到它，”Wyss创始董事Donald Ingber博士说。Ingber也是哈佛医学院和波士顿儿童医院血管生物学的Judah Folkman教授，以及SEAS的Hansj?rg Wyss生物启发工程教授。
更多资料:Lily Li-Wen Wang等，巨噬细胞黏附钆微贴片在猪创伤性脑损伤后MRI对比中的临床前特征，Science Translational Medicine(2024)。DOI: 10.1126 / scitranslmed。adk5413期刊信息:哈佛大学提供的科学转化医学引用:照亮轻度脑损伤的隐藏损害(2024,1月3日)检索于2024年1月3日https://medicalxpress.com/news/2024-01-hidden-mild-brain-injuries.html本文档受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
