Imagem latente avançada da difusão no Hippocampus dos ratos com ferimento de cérebro traumático suave

A lesão cerebral traumática (TCE) tem ganhado mais atenção nos últimos anos, pois tornou-se evidente que essas lesões cerebrais podem resultar em consequências cognitivas, físicas, emocionais e sociais ao longo da vida¹. Apesar desta consciência crescente, o TBI leve (mTBI, ou concussão) ainda é frequentemente subrelatado e não diagnosticado. O MTBI foi referido como uma epidemia silenciosa, e indivíduos com história de mTBI apresentam taxas mais elevadas de abuso de substâncias ou problemas psiquiátricos². Diversos pacientes com mTBI vão undiagnosed cada ano devido à natureza difusa e subtil das lesões, que não são frequentemente visíveis em varreduras convencionais do tomography computado (CT) ou da imagem latente de ressonância magnética (MRI). Esta falta de evidência radiológica de ferimento de cérebro conduziu ao desenvolvimento de umas técnicas mais avançadas da imagem latente tais como a difusão MRI, que são mais sensíveis às mudanças microestrutural³.

A difusão MRI permite o mapeamento in vivo da microestrutura, e esta técnica de MRI tem sido usada extensivamente em estudos de TBI^4,5,6. A partir do tensor de difusão, a anisotropia fracionária (FA) e a difusividade média (MD) são computadas para quantificar a alteração na organização microestrutural após lesão. Comentários recentes em pacientes com mTBI relatam aumentos na FA e diminuem em MD após lesão, o que pode ser indicativo de inchaço axonal⁷. Ao contrário, aumentos na MD e diminuições na FA também são encontrados e têm sido sugeridos para fundamentam rupturas na estrutura parenquimatosa após a formação de edema, degeneração axonal, ou desalinhamento de fibra/ruptura⁸. Esses achados mistos podem ser parcialmente explicados pela heterogeneidade clínica significativa do mTBI causada por diferentes tipos de impacto e severidade (por exemplo, rotação-aceleração, trauma de força bruta, lesão de jateamento ou combinação do primeiro). No entanto, atualmente não há um consenso claro sobre a patologia subjacente e base biológica/celular que sustentam alterações na organização microestrutural.

Os modelos animais fornecem um ajuste padronizado e controlado para investigar mecanismos biológicos de ferimento e reparar depois de TBI mais detalhadamente. Vários modelos experimentais para TBI foram desenvolvidos e representam diferentes aspectos da TBI humana (por exemplo, trauma focal vs. difuso ou trauma causado por forças rotacionais)^9,10. Os modelos animais comumente usados incluem os modelos de impacto cortical controlado (CCI) e lesão de percussão de fluido lateral (lfpi)^11,12. Embora os parâmetros experimentais possam ser bem controlados, estes modelos fazem uso de uma craniotomia para expor o cérebro. Craniotomias ou fraturas do crânio não são comumente observadas no mTBI; Portanto, esses modelos experimentais não são válidos para imitar o mTBI. O modelo de aceleração de impacto desenvolvido por Marmarou et al.¹³ faz uso de um peso que é retirado de uma certa altura para a cabeça do rato, que é protegida por um capacete. Este modelo animal induz alterações microestruturais e deficiências cognitivas semelhantes, como observado em pacientes que sustentam trauma leve. Portanto, este modelo de queda de peso de marmarou é apropriado para investigar biomarcadores de imagem para MTBI difuso^14,15.

Este relatório demonstra a aplicação de MRI avançado da difusão em um modelo do rato do mTBI usando o modelo da gota do peso de Marmarou. Mostrado primeiramente é como induzir um traumatismo suave e difuso, e a análise usando o modelo da imagem latente do tensor da difusão (DTI) é fornecida então. A informação biológica específica é obtida com o uso de modelos de difusão mais avançados [isto é, imagem de curtose de difusão (DKI) e modelo de integridade do trato de matéria branca (WMTI)]. Especificamente, o traumatismo suave é infligido e as mudanças microestruturais são avaliadas então no hipocampo usando MRI convencional de T2-weighted e um protocolo avançado da imagem latente da difusão.