Investigan Detección precoz del Alzheimer mediante la medición de la glucosa en el cerebro por resonancia magnética

Una investigación en colaboración de la Universidad de la Ciudad de Hong Kong (CityU) y la Universidad Johns Hopkins ha desarrollado un nuevo enfoque de imagen molecular no invasivo basado en imágenes de resonancia magnética (IRM) para medir dinámicamente los cambios en el nivel de glucosa en el sistema linfático cerebral. Su descubrimiento puede ayudar a identificar la enfermedad de Alzheimer en las primeras etapas para que los tratamientos puedan comenzar lo antes posible.

La doctora Kannie Chan Wai-yan, profesora asociada del Departamento de Ingeniería Biomédica (BME) de CityU, y su equipo colaboraron con científicos de Estados Unidos, Suecia y Hong Kong, como pioneros en este estudio preclínico, que publican se publicaron en la revista científica 'Science Advances'.

"La parte difícil de identificar la enfermedad de Alzheimer es que las anormalidades tempranas, como la aparición de placas de proteínas, son similares al envejecimiento normal en el cerebro humano. Los pacientes diagnosticados con síntomas, en los que se encuentran depósitos de placas en su cerebro que dificultan la función cognitiva, lo más probable es que ya estén en la etapa media o tardía de la enfermedad. En realidad, las patologías en el cerebro ocurrieron 15 o 20 años antes de que aparecieran los síntomas", explica la doctora Chan.

Hallazgos recientes han demostrado que la absorción y la eliminación anormales de glucosa en el sistema linfático, el sistema linfático en el cerebro, son uno de los sellos distintivos de la enfermedad de Alzheimer temprana.

El sistema glifático es un sistema similar al drenaje para que el líquido cefalorraquídeo fluya a través del tejido cerebral llamado parénquima cerebral, lo que facilita la eliminación eficiente de solutos tales como glucosa y desechos de proteínas del cerebro.

Actualmente, la captación de glucosa y el metabolismo se pueden evaluar mediante imágenes con tomografía por emisión de positrones (PET) en los hospitales. Sin embargo, los escaneos PET con trazadores radiactivos son caros y su naturaleza invasiva ha obstaculizado su aplicación clínica general. Además, los pacientes no pueden escanearse con demasiada frecuencia con trazadores radiactivos.

El equipo de la doctora Chan ha pasado casi dos años buscando una mejor alternativa. Han desarrollado con éxito un nuevo enfoque de imagen basado en la RM de transferencia de saturación de intercambio químico (RMN CEST) para evaluar la absorción y la eliminación de glucosa en el sistema linfático de los cerebros de los ratones de manera no invasiva.

"CEST MRI se ha utilizado en el diagnóstico de tumores cerebrales. Esta es la primera vez que se utiliza para evaluar la función del sistema linfático", destaca.

El equipo llevó a cabo los experimentos utilizando un escáner animal 3T MRI en CityU, el único de su tipo en Hong Kong. Inyectaron glucosa en ratones genéticamente modificados con enfermedad de Alzheimer y ratones sanos de 6 meses y 16 meses. La respuesta dinámica de la glucosa tanto en el líquido cefalorraquídeo como en el parénquima cerebral se midió simultáneamente utilizando la resonancia magnética CEST.

Según los resultados de la resonancia magnética, el equipo observó que los ratones con enfermedad de Alzheimer han mostrado tasas de eliminación del líquido cefalorraquídeo significativamente más lentas que los ratones sanos de la misma edad, lo que es consistente con los hallazgos neuropatológicos anteriores. "Las tasas de depuración se reducen debido a anormalidades en el sistema de drenaje del cerebro", explica Chan.

Además, se detectó una absorción de glucosa significativamente mayor en el parénquima cerebral de los ratones de 6 meses con enfermedad de Alzheimer en comparación con los ratones sanos de la misma edad. Para los ratones de 16 meses con enfermedad de Alzheimer, se encontró una absorción de glucosa significativamente menor tanto en el parénquima cerebral como en el líquido cefalorraquídeo en comparación con los ratones sanos de la misma edad.

Estos resultados coinciden con los hallazgos de investigaciones anteriores utilizando otras metodologías. Estos también sirven como sellos distintivos para identificar la enfermedad de Alzheimer debido al envejecimiento normal.

Las anomalías se detectan en la etapa temprana de la enfermedad de Alzheimer cuando se desarrolla poca neuropatología en el cerebro. El equipo cree que esta evaluación no invasiva del sistema glifático puede servir como un biomarcador de imagen para revelar la patología temprana de la enfermedad de Alzheimer.

"Al utilizar la glucosa como un marcador, nuestro método de imagen puede detectar de manera sensible los cambios distintivos de la función del sistema linfático a nivel molecular en una etapa temprana de la enfermedad, lo que nos ayuda a diferenciarlo del envejecimiento normal --destaca Chan--. Además, la glucosa es natural, biodegradable y se usa comúnmente en hospitales, como la prueba de tolerancia a la glucosa. Usarla como agente de contraste para IRM no es invasiva y segura".

Además, señala que el nuevo método de imagen es compatible con las máquinas de resonancia magnética de uso común en clínicas u hospitales, lo que significa un bajo costo de instalación y técnicamente fácil de transferir a la aplicación clínica.

"Ya hemos obtenido resultados positivos en la identificación de cambios en los cerebros pequeños de los ratones en el escáner 3T (campo magnético bajo). Esperamos que los cambios en los cerebros humanos sean más detectables en el escáner clínico 3T ya que los cerebros humanos son mucho más grandes", agrega.

La identificación temprana y la intervención de la enfermedad de Alzheimer pueden detener o retrasar su progresión hacia una etapa devastadora que afecta la vida diaria de los pacientes. "Esto puede ayudar a reducir la carga de atención de la sociedad que envejece", asegura la doctora Chan, quien anticipó que el ensayo clínico podría llevarse a cabo en tres años.