El campo magnético estático del escáner de resonancia magnética disminuye el volumen de apertura de la barrera hematoencefálica



La ecografía enfocada guiada por resonancia magnética combinada con microburbujas puede abrir la barrera hematoencefálica (BHE) y permitir que los medicamentos terapéuticos lleguen a la ubicación del cerebro enfermo bajo la guía de la resonancia magnética. Es una técnica prometedora que ha demostrado ser segura en pacientes con diversas enfermedades cerebrales, como la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson, la ELA y el glioblastoma. Si bien la resonancia magnética se ha utilizado comúnmente para la orientación y evaluación del tratamiento en la investigación preclínica y los estudios clínicos, hasta ahora, los investigadores no conocían el impacto del campo magnético estático generado por el escáner de resonancia magnética en el tamaño de la abertura BBB y la eficiencia de administración del fármaco.

En una nueva investigación publicada en Radiología, Hong Chen y su laboratorio de la Universidad de Washington en St. Louis han descubierto por primera vez que el campo magnético del escáner de resonancia magnética disminuyó el volumen de apertura de BBB de 3.3 veces a 11.7 veces, dependiendo de la fuerza del campo magnético. en un modelo de ratón.

Chen, profesora asociada de ingeniería biomédica en la Escuela de Ingeniería McKelvey y de oncología de radiación en la Escuela de Medicina, y su laboratorio llevaron a cabo el estudio en 30 ratones divididos en cuatro grupos. Después de que los ratones recibieron la inyección de las microburbujas, tres grupos recibieron sonicación de ultrasonido enfocado a diferentes intensidades del campo magnético: 1.5 T (teslas), 3 T y 4.7 T, mientras que un grupo nunca ingresó al campo magnético.

Descubrieron que la actividad de la cavitación de las microburbujas, o la expansión, contracción y colapso de las microburbujas, disminuyó en 2,1 decibeles a 1,5 T; 2,9 decibeles a 3 T; y 3 decibelios a 4,7 T, en comparación con los que habían recibido la dosis fuera del campo magnético. Además, el campo magnético redujo el volumen de apertura de BBB en 3,3 veces a 1,5 T; 4,4 veces a 3 T; y 11,7 veces a 4,7 T. Ninguno de los ratones mostró daño tisular por el procedimiento.

Después de la sonicación con ultrasonido enfocado, el equipo inyectó un fármaco modelo, azul de Evans, para probar si el campo magnético estático afecta la eficiencia de administración del fármaco trans-BBB. Las imágenes mostraron que la intensidad de fluorescencia del azul de Evans fue menor en los ratones que recibieron el tratamiento en una de las tres intensidades de los campos magnéticos en comparación con los ratones tratados fuera del campo magnético. El suministro de trans-BBB con azul de Evans se redujo 1,4 veces a 1,5 T, 1,6 veces a 3,0 T y 1,9 veces a 4,7 T en comparación con los tratados fuera del campo magnético.

El efecto amortiguador del campo magnético en la microburbuja probablemente sea causado por la pérdida de energía cinética de la burbuja debido a la fuerza de Lorentz que actúa sobre las moléculas de lípidos cargadas en movimiento en la capa de microburbujas y las moléculas de agua dipolares que rodean las microburbujas “.

Yaoheng (Mack) Yang, autor principal del estudio y estudiante de doctorado, Universidad de Washington en St Louis

“Los hallazgos de este estudio sugieren que el impacto del campo magnético debe considerarse en las aplicaciones clínicas del ultrasonido enfocado en la administración de fármacos al cerebro”, dijo Chen.

Además de la administración de fármacos al cerebro, la cavitación también es el mecanismo físico fundamental para varias otras técnicas terapéuticas, como la histotricia, el uso de cavitación para destruir mecánicamente regiones de tejido y la sonotrombólisis, una terapia que se usa después de un accidente cerebrovascular isquémico agudo. Se espera que el efecto amortiguador inducido por el campo magnético sobre la cavitación afecte los resultados del tratamiento de otras técnicas mediadas por cavitación cuando se utilizan sistemas de ultrasonido enfocado guiados por resonancia magnética.

Fuente:

Referencia de la revista:

Yang, Y., et al. (2021) Los campos magnéticos estáticos amortiguan la apertura de la barrera hematoencefálica mediada por ultrasonido enfocado. Radiología. doi.org/10.1148/radiol.2021204441.

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