Не просто спрашивают о головокружении: появился метод диагностики сотрясений мозга

Появился новый метод визуализации головного мозга: технология позволяет диагностировать лёгкие черепно-мозговые травмы (ЛЧМТ). Речь идёт о случаях, когда бессильна даже магнитно-резонансная томография (МРТ). В основе изобретения — введение редкоземельного металла гадолиния, стандартного контрастного вещества для МРТ, в иммунные клетки.


Даже лёгкие сотрясения мозга вызывают воспаление, сигналы от которого привлекают клетки-макрофаги, и эти иммунные клетки стремятся туда, где могут поглотить чужеродные или токсичные частицы. Введение контрастного вещества с гадолинием в эти клетки позволяет с помощью МРТ выявить воспаление головного мозга и улучшить диагностику ЛЧМТ, то есть, в конечном счёте, обеспечить уход за пациентами. Метод описали в научном журнале Science Translational Medicine.

Старший автор научного проекта Самир Митраготри из Гарвардского университета объяснил, что от 70% до 90% зарегистрированных случаев ЧМТ относятся к категории лёгких. Однако до 90% ЧМТ вообще не выявляют, хотя впоследствии они могут влиять на здоровье годами. Например, увеличивают риск многих неврологических расстройств, в том числе депрессии, деменции и болезни Паркинсона. Новый подход к визуализации на основе иммунных клеток использует их природное свойство —реагировать на воспалительный процесс. Способности макрофагов позволяют выявлять то, что не отражает стандартное МРТ-обследование.

Большинству людей известны те, у кого случались, и порой не раз, сотрясения мозга. Но большинству пострадавших от ЛЧМТ никогда не ставили правильный диагноз. (Зачастую вся диагностика заключалась в вопросе, а не кружится ли голова). Однако есть данные, что повторные ЛЧМТ могут заканчиваться хронической травматической энцефалопатией (ХТЭ) — это прогрессирующие дегенеративное расстройство, и фото мозга таких пациентов лучше не видеть на сон грядущий. Причины недуга — повторяющиеся травмы головы или контузии взрывной волной. Вероятно, легкомысленное отношение в обществе к возможности «получить по башке» приводит к тому, например, что ХТЭ страдают более 90% профессиональных игроков в американский футбол.

Первый автор научной работы Лили Ли-Вен Ван сказала, что свои предыдущие проекты они с коллегами посвятили контролю за поведением иммунных клеток или использованию макрофагов для доставки лекарств к определённым тканям организма. Затем решили использовать другую врождённую способность иммунных клеток — ориентироваться на очаги воспаления. Возникла гипотеза, что, двигаясь на борьбу с угрозами, иммунные клетки могли бы переносить парамагнитные контрастные вещества с гадолинием для визуализации в мозг, чтобы диагностировать ЛЧМТ.

Учёные попытались использовать свою технологию «клеточного рюкзака» для прикрепления молекул гадолиния к макрофагам. Но сразу же столкнулись с проблемой: чтобы действовать как контрастное вещество при МРТ, гадолиний должен соприкасаться с водой.

Ранее известные микрочастицы для «клеточных рюкзаков» представляют собой вещество на основе гидрофобного, то есть отталкивающего воду, полимера под названием PLGA. Поэтому Ван с соавторами приступили к разработке «рюкзака» из гидрогеля, причём пригодного для получения в лаборатории.

Спустя годы трудов они всё-таки разработали новый гидрогелевый «рюкзак», чтобы получать с его помощью и благодаря гадолинию отчётливый МРТ-сигнал. Инновационные «рюкзаки» стабильно прикрепляются и к мышиным, и к свиным макрофагам и достаточно долго сохраняются «в деле». Учёные назвали свои новые микрочастицы M-GLAM — это аббревиатура от «кристаллических микропатчей, нагруженных Gd (III), путешествующих автостопом», где Gd — обозначение гадолиния в таблице Менделеева.

Испытания на лабораторных животных показали, что M-GLAM не накапливались в почках мышей, а в их организмах присутствовали около суток без ущерба для здоровья. Для сравнения, распространённый в МРТ-диагностике контрастный препарат «Гадавист» на основе того же гадолиния накапливался у подопытных мышей в почках в течение 15 минут после введения, а полностью выводился из организма спустя те же 24 часа.

Затем учёные протестировалм M-GLAM на свиньях. У подопытных хрюшек, которым кололи M-GLAM, существенно увеличилась интенсивность гадолиния в наблюдаемом сосудистом сплетении, где точно были воспаления. А у свиней, которым вводили «Гадавист», этого не произошло. И применение обоих препаратов, экспериментального и уже используемого в медицине, не оказало вредного воздействия.

Лили Ли-Вен Ван отметила ещё один важный аспект разработанных M-GLAM: учёные могут с их помощью добиться лучшей визуализации при пониженной дозе гадолиния, в разы меньше, чем при использовании «Гадависта». Это даёт шанс пройти МРТ тем пациентам, кому противопоказаны современные контрастные вещества, например, из-за проблем с почками.

Авторы исследования отметили, что их M-GLAM сигнализируют лишь о том, что сотрясение головного мозга случилось, но без точной локализации, где именно произошло повреждение или идёт воспаление. И всё же такая диагностика — уже значительный шаг в вперёд для развития медицины.

Разработчики M-GLAM теперь патентуют свою технологию в надежде выйти с ней на рынок как можно скорее. Попутно идут переговоры с биотехнологическими и фармацевтическими компаниями о возможности клинических испытаний.