ما هي الأضرار الخفية لإصابات الدماغ الخفيفة؟

ابتكر الباحثون طريقة جديدة لتصوير الدماغ تسمح بتشخيص إصابات الدماغ المؤلمة الخفيفة (mTBIs)، حتى عندما لا تظهر تقنيات التصوير الحالية مثل التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) أي تشوهات هيكلية.

تتضمن هذه التقنية تحميل الجادولينيوم، وهو عامل تباين قياسي في التصوير بالرنين المغناطيسي، في بقع دقيقة تعتمد على الهيدروجيل والتي ترتبط بخلايا مناعية تسمى البلاعم، وفقا لما تم نشره في موقع ميديكال إكسبريس.

تسبب mTBIs التهابًا في الدماغ، مما ينتج إشارات تجذب الخلايا البلعمية للهجرة إلى هناك.

إن اقتران عامل التباين الجادولينيوم بهذه الخلايا يمكّن التصوير بالرنين المغناطيسي من الكشف عن التهاب الدماغ وزيادة عدد حالات mTBI التي تم تشخيصها بشكل صحيح، مما يحسن رعاية المرضى.

تم وصف هذه الطريقة في بحث جديد في مجلة Science Translational Medicine.

وقال سمير ميتراجوتري، المؤلف الرئيسي للدراسة، والذي أُجري البحث في مختبره: «يتم تصنيف 70% إلى 90% من حالات إصابات الدماغ الرضية المبلغ عنها على أنها خفيفة، ومع ذلك فإن ما يصل إلى 90% من حالات إصابات الدماغ الرضية الدماغية لا يتم تشخيصها، بالرغم من أن آثارها يمكن أن تستمر لسنوات ومن المعروف أنها تزيد من خطر الإصابة بمجموعة من الاضطرابات العصبية، بما في ذلك الاكتئاب والخرف ومرض باركنسون».

وأضاف: «يستغل نهج التصوير المعتمد على الخلايا الخاص بنا القدرة الفطرية للخلايا المناعية على الانتقال إلى الدماغ استجابةً للالتهاب، مما يمكننا من تحديد إصابات الدماغ الرضية mTBI التي قد يفوتها التصوير بالرنين المغناطيسي القياسي».

استخدام الخلايا المناعية للتعرف على الالتهاب

يعرف معظمنا شخصًا أصيب بارتجاج في المخ (اسم آخر لـ mTBI)، وأحيانًا أكثر من ارتجاج.

لكن الغالبية العظمى من الأشخاص الذين يعانون من mTBI لا يتم تشخيصهم بشكل صحيح أبدًا.

وبدون هذا التشخيص، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تفاقم إصاباتهم من خلال العودة إلى النشاط الطبيعي قبل أن يتعافوا تمامًا، مما قد يؤدي إلى مزيد من الضرر، حتى إن بعض الدراسات تشير إلى أن إصابات الدماغ الرضية المتكررة يمكن أن تؤدي إلى اعتلال دماغي رضحي مزمن، وهو المرض العصبي الذي وجد أنه يصيب أكثر من 90% من لاعبي كرة القدم الأميركيين المحترفين.

نظرًا لأنه يُعتقد أن تأثيرات mTBI ناجمة عن التهاب الدماغ «غير المرئي»، قرر أعضاء مختبر ميتراجوتري الاستفادة من خبرتهم مع الخلايا المناعية لإنشاء تشخيص أفضل.

وقالت المؤلفة الأولى، ليلي لي وين وانج، زميلة أبحاث سابقة في مختبر ميتراجوتري: «لقد ركزت مشاريعنا السابقة على التحكم في سلوك الخلايا المناعية أو استخدامها لتوصيل الأدوية إلى نسيج معين، وأردنا استغلال قدرة فطرية أخرى للخلايا المناعية - على تحديد مواقع الالتهاب في الجسم - لحمل عوامل التصوير إلى داخل الجسم».

خطط الفريق لاستخدام تقنية حقيبة الظهر الخلوية الخاصة بهم لربط جزيئات الجادولينيوم بالبلاعم، وهو نوع من خلايا الدم البيضاء المعروفة بتسللها إلى الدماغ استجابةً للالتهاب.

ولكن على الفور، واجهوا مشكلة: لكي يعمل كعامل تباين في فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي، يحتاج الجادولينيوم إلى التفاعل مع الماء.

إن جزيئات حقيبة الظهر الأصلية الخاصة بهم عبارة عن سماد من البوليمر المسمى PLGA، وهو كاره للماء (بمعنى أنه يطرد الماء)، لذلك بدأت وانغ والمؤلفون المشاركون في تطوير حقيبة ظهر جديدة مصنوعة من مادة هيدروجيل يمكن تصنيعها على نطاق واسع في المختبر.

وبعد سنوات من العمل الشاق، قاموا أخيرًا بإنشاء حقيبة ظهر هيدروجيل جديدة يمكنها إنتاج إشارة قوية بالرنين المغناطيسي بوساطة الجادولينيوم، وربطها بشكل ثابت بكل من البلاعم الخاصة بالفئران والخنازير، والحفاظ على حمولتها لفترة طويلة من الزمن في المختبر.

أطلقوا على جسيماتهم الدقيقة الجديدة اسم M-GLAMs، وهي اختصار لـ«رقعات دقيقة متباينة الخواص محملة بالبلاعم».

والآن، حان الوقت لاختبارها في بيئة أكثر واقعية، حيث قاموا بالشراكة مع الباحثين والأطباء في مستشفى بوسطن للأطفال.

أولًا، قاموا بحقن الخلايا البلعمية M-GLAMs الفأرية في الفئران لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم تصورها في الجسم الحي. وكانوا مهتمين بشكل خاص بمعرفة ما إذا كانت تتراكم في الكلى، حيث إن عوامل التباين الموجودة القائمة على الجادولينيوم مثل غادافيست يمكن أن تسبب مخاطر صحية للمرضى الذين يعانون من أمراض الكلى.

ولم تتراكم بروتينات M-GLAM الخاصة بها في كليتي الفئران، ولكنها استمرت في أجسادها لأكثر من 24 ساعة دون أي آثار جانبية سلبية. في المقابل، أظهرت الفئران التي تم حقنها بجادافيست تراكمًا كبيرًا لعامل التباين في كليتيها خلال 15 دقيقة من الحقن، وتمت إزالة المادة بالكامل من أجسامها خلال 24 ساعة.

بعد ذلك، قام الفريق باختبار M-GLAMs الخنازير في نموذج خنزير من mTBI، قاموا بحقن M-GLAMs في دم الحيوانات بعد يومين من اختبار mTBI الوهمي، ثم استخدموا التصوير بالرنين المغناطيسي لتقييم تركيز الجادولينيوم في الدماغ، وركزوا على منطقة صغيرة تسمى الضفيرة المشيمية، والتي تُعرف بأنها قناة رئيسية للخلايا المناعية إلى الدماغ.

أظهرت الخنازير التي تلقت M-GLAMs زيادة كبيرة في شدة الجادولينيوم الموجود في الضفيرة المشيمية، في حين أن تلك التي تم حقنها بجادافيست لم تظهر ذلك، على الرغم من تأكيد زيادة كثافة البلاعم الالتهابية في أدمغة كلا المجموعتين، ولم تظهر على الحيوانات أي سمية في أي من أعضائها الرئيسية بعد تناول العلاجات.

وقالت وانج: «هناك جانب آخر مهم في M-GLAMs لدينا وهو أننا قادرون على تحقيق تصوير أفضل بجرعة أقل بكثير من الجادولينيوم مقارنة بعوامل التباين الحالية - أقل بمقدار 500 إلى 1000 مرة في حالة Gadavist.. قد يسمح هذا باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي للمرضى غير القادرين حاليًا على تحمل عوامل التباين الموجودة، بما في ذلك أولئك الذين يعانون من مشاكل في الكلى».

لاحظ الباحثون أنه على الرغم من أن M-GLAMs يمكن أن تشير إلى وجود التهاب في الدماغ عبر التركيز العالي من البلاعم التي تدخله من خلال الضفيرة المشيمية، إلا أن تقنيتهم ​​لا تستطيع تحديد الموقع الدقيق للإصابات أو الاستجابات الالتهابية في أنسجة المخ، ومع ذلك، إذا اقترن بطرق العلاج الجديدة مثل تلك التي طوروها في ورقة بحثية حديثة أخرى، يمكن أن يوفر M-GLAMS طريقة أكثر سرعة وفعالية لتحديد الالتهاب وتقليله لدى مرضى mTBI لتقليل الضرر وتسريع تعافيهم.