Skip to main content

Non-linear Optical Imaging of Myelin and Metabolism in living tissues

Article Category

Article available in the folowing languages:

Analiza stwardnienia rozsianego poprzez obrazowanie optyczne mieliny i metabolizmu mózgu

Europejscy naukowcy opracowali nową metodę kombinatoryczną, służącą do obrazowania poziomu mieliny obok zmian metabolicznych w mózgu. Metoda ta poprawia zrozumienie wczesnych stadiów stwardnienia rozsianego.

Badania podstawowe
Zdrowie

Stwardnienie rozsiane charakteryzuje się zaburzeniami osłony mielinowej, która zabezpiecza neurony, w efekcie prowadząc do rozległej neurodegeneracji. Co istotne, osłona mielinowa zapewnia wsparcie energetyczne dla neuronów i pomaga w rozwoju układu nerwowego kręgowców. W konsekwencji, rozwój strategii remielinizacji pozostaje kluczowym celem terapeutycznym. Diagnostyka choroby oraz monitorowanie jej rozwoju zazwyczaj odbywa się za pomocą obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (ang. magnetic resonance imaging - MRI), które pozwala na szybką identyfikację zmian demielinizacyjnych w stwardnieniu rozsianym. Jednakże, MRI ma niewystarczającą rozdzielczość i swoistość, by można było dostrzec pojedyncze włókna mieliny i konieczne staje się wykorzystanie alternatywnych nieinwazyjnych metod optycznych w celu badania mieliny i patologii metabolizmu. W finansowanym z funduszy unijnych projekcie OPTICMYELIMET zaproponowano zaawansowane metody optyczne, służące do badania zmian demielinizacyjnych w stwardnieniu rozsianym oraz kwantyfikacji mieliny oraz stanów metabolicznych w mózgu. Naukowcy zastosowali nieliniowe obrazowanie optyczne (NLO), technikę, która łączy kilka modalności kontrastowych. Połączyli trzecią harmoniczną promieniowania (ang. third harmonic generation, THG) oraz koherentne antystokesowskie rozpraszanie Ramana (CARS) na jednej platformie mikroskopowej, co pozwoli na wizualizację osłony mielinowej bez znakowania. W ten sam system, zespół wbudował funkcję wielokolorowej mikroskopii obrazującej czas życia fluorescencji dwufotonowej (FLIM) do celów kwantyfikacji wewnętrznego metabolicznego koenzymu NADH oraz metabolicznego stanu komórek. System wykorzystano do demonstracji skutków leków metabolicznych na stężenia i okres życia NADH w postaci wolnej i związanej w hodowanych komórkach, a następnie, w dalszym kroku zweryfikowano w rozwijających się płodach danio pręgowanego i zamiennikach tkanek. Układ OPTICMYELIMET można wykorzystać do ustalenia właściwości procesów metabolicznych w tkankach prawidłowych i patologicznych. Sygnały THG/CARS dotyczą struktury mieliny oraz jej rozkładu w przekroju tkanki mózgowej. Sygnały FLIM dotyczą komórkowych stanów oksydacji-redukcji. Ogólnie rzecz biorąc, innowacyjne nieinwazyjne techniki NLO, wypracowane w ramach projektu OPTICMYELIMET pomogą podjąć działania w sprawie poważnego problemu zdrowotnego i okażą się użyteczne w badaniach biomedycznych związanych z patologiami, dotyczącymi mieliny, oraz chorobami neurodegeneracyjnymi.

Słowa kluczowe

Stwardnienie rozsiane, mielina, metabolizm, OPTICMYELIMET, FLIM

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania