Imágenes de difusión avanzada en el hipocampo de ratas con lesión cerebral traumática leve

Lesión cerebral traumática (TBI) ha ganado más atención en los últimos años, ya que ha quedado claro que estas lesiones cerebrales pueden resultar en consecuencias cognitivas, físicas, emocionales y sociales de por vida¹. A pesar de esta creciente conciencia, la TBI leve (mTBI, o conmoción cerebral) todavía es a menudo subdeclarada y no diagnosticada. MTBI se ha referido como una epidemia silenciosa, y las personas con antecedentes de mTBI muestran tasas más altas de abuso de sustancias o problemas psiquiátricos². Varios pacientes con MTBI no se diagnostican cada año debido a la naturaleza difusa y sutil de las lesiones, que a menudo no son visibles en las exploraciones convencionales de tomografía computarizada (TC) o resonancia magnética (RM). Esta falta de evidencia radiológica de lesiones cerebrales ha llevado al desarrollo de técnicas de diagnóstico por imágenes más avanzadas, como la RMN por difusión, que son más sensibles a los cambios microestructurales³.

La RMN por difusión permite el mapeo in vivo de la microestructura, y esta técnica de RMN se ha utilizado ampliamente en estudios TBI^4,5,6. A partir del tensor de difusión, la anisotropía fraccionaria (FA) y la difusividad media (MD) se calculan para cuantificar la alteración en la organización microestructural después de una lesión. Las revisiones recientes en pacientes con mTBI informan de aumentos en fa y disminuciones en MD después de una lesión, que puede ser indicativo de hinchazón axonal⁷. Por el contrario, también se han encontrado aumentos en el MD y disminuciones de FA y se ha sugerido que subyacen a las interrupciones en la estructura parénquimal después de la formación de edema, la degeneración axonal o la desalineación/interrupción de la fibra⁸. Estos hallazgos mixtos pueden explicarse parcialmente por la heterogeneidad clínica significativa de mTBI causada por diferentes tipos de impacto y gravedad (por ejemplo, aceleración de rotación, traumatismo por fuerza contundente, lesión por explosión o combinación de la primera). Sin embargo, actualmente no hay un consenso claro sobre la patología subyacente y la base biológica/celular que sustenta las alteraciones en la organización microestructural.

Los modelos animales proporcionan un entorno estandarizado y controlado para investigar los mecanismos biológicos de lesión y reparación después de TBI con mayor detalle. Se han desarrollado varios modelos experimentales para TBI que representan diferentes aspectos de la TBI humana (por ejemplo, trauma focal frente a trauma difuso o trauma causado por fuerzas de rotación)^9,10. Los modelos animales de uso común incluyen el impacto cortical controlado (CCI) y la lesión de percusión de fluido lateral (LFPI) modelos^11,12. Aunque los parámetros experimentales pueden estar bien controlados, estos modelos hacen uso de una craneotomía para exponer el cerebro. Las craneotomías o fracturas craneales no se observan comúnmente en mTBI; por lo tanto, estos modelos experimentales no son válidos para imitar mTBI. El modelo de aceleración de impacto desarrollado por Marmarou et al.¹³ hace uso de un peso que se deja caer desde una cierta altura sobre la cabeza de la rata, que está protegido por un casco. Este modelo animal induce alteraciones microestructurales y deterioros cognitivos similares a los observados en pacientes que sufren traumatismos leves. Por lo tanto, este modelo de caída de peso Marmarou es apropiado para investigar biomarcadores de imágenes para mTBI difuso^14,15.

Este informe demuestra la aplicación de rmes de difusión avanzada en un modelo de rata mTBI utilizando el modelo de caída de peso Marmarou. Se muestra por primera vez cómo inducir un traumatismo leve y difuso, y luego se proporciona un análisis utilizando el modelo de imágenes de tensor esdecir de difusión (DTI). La información biológica específica se obtiene con el uso de modelos de difusión más avanzados [es decir, imágenes de kurtosis de difusión (DKI) y modelo de integridad del tracto de materia blanca (WMTI)]. Específicamente, se infligen traumas leves y luego se evalúan los cambios microestructurales en el hipocampo utilizando una resonancia magnética convencional ponderada por T2 y un protocolo avanzado de imágenes de difusión.