Avancerad hjärnavbildning av Alzheimers sjukdom med lysande sensorer som tränger igenom hjärnbarriären

StockholmForskare utvecklar bättre metoder för att avbilda hjärnan vid Alzheimers sjukdom. Nya fluorescerande sensorer kan möjliggöra levande hjärnavbildning utan kirurgiska ingrepp. Dessa sensorer kan identifiera nivåer av signalsubstanser, vilket hjälper vid diagnos av neurodegenerativa sjukdomar som Alzheimers.

Viktiga punkter om denna framsteg:

• Den skyddande blod-hjärnbarriären (BBB) utgör utmaningar för leverans av sensorer.
• Fluorescerande sensorer kan identifiera små molekyler som adenosintrifosfat (ATP).
• Inneslutning i exosomer gör det möjligt för sensorerna att effektivt passera BBB.

Yi Lu och hans team har utvecklat en ny metod för att leverera dessa sensorer. De har placerat ATP-aptamersensorer inuti exosomer som tagits från hjärnceller. Exosomer är små vesiklar som enkelt kan passera genom blod-hjärnbarriären.

I laboratorietester passerade sensorer som transporterades av exosomer genom ett endotelskikt fyra gånger bättre än vanliga metoder. Dessa sensorer lyste upp när de fäste vid ATP i hjärnceller, vilket visade att de kunde mäta ATP-nivåer i realtid på ett effektivt sätt.

Forskare testade denna metod på möss med Alzheimers sjukdom. De injicerade sensorer antingen inuti exosomer eller på egen hand. Sensorer på egen hand stannade mestadels kvar i blodet, levern, njurarna och lungorna. Men sensorer inuti exosomer samlades i hjärnan. Detta visar att användning av exosomer för att leverera sensorer är mer effektivt för att rikta in sig på hjärnan.

De sensorer som finns i exosomerna upptäckte låga ATP-nivåer i centrala delar av hjärnan. Dessa delar inkluderar hippocampus, cortex och subiculum. Låga ATP-nivåer i dessa områden indikerar Alzheimers sjukdom.

Läs också:

Idag · 19:15

Salivbakterier kan avslöja stress och psykisk ohälsa hos gravida kvinnor, ny studie visar.

Denna utveckling kan underlätta bättre diagnos och behandling av Alzheimers. När tekniken förbättras, kan den också användas för att upptäcka andra viktiga kemiska ämnen i hjärnan. Detta kan bidra till att förstå olika hjärnsjukdomar och utveckla specifika behandlingsmetoder.

Detta är spännande eftersom det möjliggör avbildning i realtid. De nuvarande metoderna kräver ofta invasiva ingrepp eller konstgjorda komponenter som har svårt att passera blod-hjärnbarriären. Denna nya metod använder naturliga komponenter, vilket gör den säkrare och mer effektiv.

Denna forskning finansierades av den amerikanska Nationella hälsoinstituten (NIH), Welch Foundationen, NIH:s utbildningsprogram för kemi-biointeraktion vid University of Illinois Urbana-Champaign samt ett National Science Foundation-stipendium för doktorandforskning.

Denna forskning kan förändra vår förståelse av hjärnhälsa. Mätning av neurotransmittornivåer i realtid kan hjälpa oss att tidigt diagnostisera problem och förbättra behandlingar. Det är fascinerande att sensorer förpackade i exosomer kan passera blod-hjärnbarriären, vilket tidigare har gjort hjärnavbildning svårt.

Lysande sensorer inuti exosomer är användbara för Alzheimers forskning. De erbjuder en icke-invasiv metod för att mäta viktiga hjärnkemikalier. Detta kan leda till nya sätt att diagnostisera och behandla neurodegenerativa sjukdomar.