Naukowcy odkrywają potencjał czaszki w diagnozowaniu i leczeniu chorób mózgu, takich jak choroba Alzheimera

Wyniki badania mogą otworzyć nowe możliwości monitorowania stanu zapalnego mózgu poprzez proste skanowanie powierzchni głowy pacjenta.

Monitorowanie i leczenie chorób mózgu, takich jak choroba Alzheimera i udar, stanowi wyzwanie ze względu na niedostępność ważnych narządów.

Mózg jest chroniony przez czaszkę i inne otaczające ją błony.

Naukowcy z Helmholtz Monachium w Niemczech odkryli bardziej złożony związek między czaszką a mózgiem.

Twierdzą, że ich odkrycia mogą zaoferować nowe możliwości diagnostyczne i lecznicze oraz „zrewolucjonizować monitorowanie zdrowia mózgu w przyszłości poprzez nieinwazyjne obrazowanie czaszki”.

Komórki odpornościowe próbują uzyskać dostęp do mózgu

Ostatnie badania sugerują bezpośrednie powiązania między szpikiem kostnym czaszki a najbardziej zewnętrzną powierzchnią błon ochronnych mózgu, powierzchnią opon mózgowo-rdzeniowych.

„Zespół naukowców odkrył, że te połączenia często przecinają nawet najbardziej zewnętrzną i najtwardszą warstwę błony, oponę twardą, otwierając się jeszcze bliżej powierzchni mózgu, niż wcześniej sądzono.” – wynika z oświadczenia Helmholza Monachium.

Zapalenie układu nerwowego, częsta cecha chorób neurologicznych, takich jak choroba Alzheimera, udar i stwardnienie rozsiane (SM), może wystąpić, gdy komórki odpornościowe z czaszki przedostaną się do mózgu.

„Aby dać analogię, możesz o tym myśleć jak o zamku. Mózg jest w środku, a armia na zewnątrz. Oni (najeźdźcy, komórki odpornościowe) chcą zniszczyć wnętrze, ale utknęli, prawda? powiedział Ali Ertürk, dyrektor Instytutu Inżynierii Tkankowej i Medycyny Regeneracyjnej w Helmholtz Monachium.

„Ale w tym badaniu, w wysokiej rozdzielczości, w rzeczywistości odkryliśmy małe drzwi. W ścianie jest bardzo mało drzwi – o których ludzie nie wiedzieli wcześniej. Te drzwi mogą się otworzyć, a kiedy się otworzą, ci goście wchodzą a następnie spowodować uszkodzenie mózgu” – dodał.

Za pomocą obrazowania PET badacze odkryli również, że sygnały dochodzące z czaszki odzwierciedlają sygnały z mózgu znajdującego się pod spodem. Zmiany tych sygnałów odpowiadały postępowi choroby u pacjentów z chorobą Alzheimera i udarem mózgu.

Oczyszczanie tkanek i obrazowanie 3D

Zespół odkrył także w analizach kości myszy i ludzi, że komórki szpiku kostnego czaszki są „wyjątkowe pod względem składu i reakcji na chorobę” oraz że komórki i cząsteczki „specyficzne dla mózgu” znajdujące się w czaszce nie mogą znaleźć się w innych kościach.

Aby wygenerować obrazy czaszki, opon mózgowo-rdzeniowych i mózgu o wysokiej rozdzielczości, zespół badawczy po raz pierwszy zastosował „czyszczenie tkanek”, specjalistyczną metodę zapewniającą przezroczystość narządów i kości.

„Pomyśl o tym jak o porównaniu szklanki mleka z wodą. Zamieniamy mleko w wodę, co wymaga pewnych procesów biochemicznych, w tym odwodnienia. Białe cząstki mleka. Wtedy pozostaje przezroczysta część. Kiedy jest tak przezroczysta, światło może się przemieszczać, dzięki czemu możemy wizualizować struktury wewnętrzne” – wyjaśnił Ertürk.

Następnie zespół wykorzystał obrazowanie 3D do wizualizacji przewodów ułatwiających ruch tam i z powrotem komórek odpornościowych.

„Byliśmy w stanie obserwować je komórka po komórce, od końca do końca. To ujawniło nam, że rzeczywiście istnieją również połączenia między ludzką czaszką a powierzchnią mózgu i teraz możemy wykorzystać te połączenia, aby najpierw monitorować choroby mózgu i potencjalnie leczyć choroby mózgu” – powiedział Ertürk.

Wszystkie te odkrycia otwierają nowe możliwości monitorowania stanu zapalnego mózgu poprzez proste skanowanie powierzchni głowy pacjenta za pomocą ultradźwięków lub innych metod. Mogłoby również pozwolić na wczesną diagnozę i „potencjalnie nawet pomóc w zapobieganiu wystąpieniu” chorób.

Zespół Ertürka, składający się z około 30 badaczy, którzy pracowali nad projektem od ponad czterech lat, ma nadzieję, że zostaną opracowane „bardziej dostępne i praktyczne sposoby” monitorowania chorób neurologicznych.

Na przykład małe, nadające się do noszenia czujniki można na stałe przymocować do głowy, aby zapewnić ciągły strumień informacji zamiast okresowych skanów MRI i PET.

„Nasza wizja jest taka, że ​​ponieważ czaszka to tylko powierzchnia, nie musimy poddawać ludzi zabiegom rezonansu magnetycznego, ale potencjalnie używać inteligentnych zegarków lub małych detektorów. Po prostu umieścimy go na powierzchni czaszki i pokaże, na czym polega choroba mózgu” – powiedział Ertürk.

Więcej informacji na temat tej historii można znaleźć w filmie w odtwarzaczu multimedialnym powyżej.