Cientistas do Instituto de Neuroimagem e Informática Mark e Mary Stevens (Stevens INI) da Escola de Medicina Keck da USC criaram um método inovador de imagem cerebral que captura como os menores vasos sanguíneos do cérebro pulsam no ritmo de cada batimento cardíaco. Esses movimentos sutis podem fornecer informações importantes sobre o envelhecimento e doenças como a doença de Alzheimer.
Publicado em pesquisa cardiovascular naturalO estudo apresenta o primeiro método não invasivo para medir a “pulstilidade do volume microvascular” – o inchaço e a contração rítmicos de pequenos vasos sanguíneos – em humanos vivos. Usando ressonância magnética (MRI) de campo ultra-alto 7T, os pesquisadores descobriram que esses impulsos microvasculares se tornam mais fortes com a idade, especialmente na substância branca profunda do cérebro. Esta região é crítica para a comunicação entre as redes cerebrais, mas também é suscetível à redução do fluxo sanguíneo nas artérias distais, que transportam o sangue do coração para as camadas mais externas do corpo. À medida que estes pulsos se intensificam, podem interferir na função cerebral, levando à perda de memória e à progressão da doença de Alzheimer.
“As pulsações arteriais agem como bombas naturais do cérebro, ajudando a mover fluidos e remover resíduos”, disse o Dr. Danny J.J. Wang, professor de neurologia e radiologia da Faculdade de Medicina Keck e autor sênior do estudo. “Nosso novo método nos permite ver pela primeira vez em humanos como o volume desses minúsculos vasos sanguíneos muda com o envelhecimento e os fatores de risco vascular. Isso abre novos caminhos para estudar a saúde do cérebro, a demência e as doenças de pequenos vasos.”
Os cientistas sabem há muito tempo que a rigidez e a pulsação excessiva das grandes artérias estão associadas a acidentes vasculares cerebrais, demência e doenças de pequenos vasos. Até agora, porém, tem sido quase impossível observar estas alterações rítmicas nos menores vasos sanguíneos do cérebro sem utilizar procedimentos invasivos limitados a estudos em animais.
Para superar esse problema, a equipe da USC combinou duas técnicas avançadas de ressonância magnética – ocupação do espaço vascular (VASO) e marcação de spin arterial (ASL) – para monitorar mudanças sutis no volume dos microvasos ao longo do ciclo cardíaco. Os seus resultados mostraram que os adultos mais velhos exibiam pulsações microvasculares mais fortes na substância branca profunda em comparação com os adultos mais jovens, e que a hipertensão exacerbou ainda mais estes efeitos. “Essas descobertas fornecem um elo perdido entre o que vemos nas imagens macrovasculares e os danos microvasculares que observamos no envelhecimento e na doença de Alzheimer”, disse o primeiro autor Fanhuauo, Ph.D., pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Wang.
A pulsação excessiva dos vasos sanguíneos também pode perturbar o “sistema glinfático” do cérebro, uma rede recentemente descoberta que remove resíduos como a beta-amilóide, uma proteína que se acumula na doença de Alzheimer. Com o tempo, a interferência nesta circulação de fluidos pode acelerar o declínio cognitivo.
“Ser capaz de medir esses pulsos de pequenos vasos sanguíneos in vivo é um passo crítico”, disse o Dr. Arthur W. Toga, diretor do Stevens INI. “Esta tecnologia não só avança a nossa compreensão do envelhecimento cerebral, mas também é promissora para o diagnóstico precoce e monitorização de doenças neurodegenerativas”.
Os pesquisadores estão explorando como o método poderia ser adaptado para uso clínico mais amplo, inclusive em scanners de ressonância magnética 3T mais comumente usados. Estudos futuros testarão se a pulsatilidade do volume microvascular pode prever resultados cognitivos e se pode servir como biomarcador para intervenção precoce na doença de Alzheimer e doenças relacionadas.
“Este é apenas o começo”, disse Wang. “Nosso objetivo é levar isso do laboratório de pesquisa para a prática clínica para fornecer estratégias de diagnóstico, prevenção e tratamento para milhões de pessoas em risco de demência”.
Sobre o estudo
Além de Wang, outros autores do estudo incluem Fanhuauo, Chenyang Zhao, Qinyang Shou, Kay Jann e Xingfeng Shao do Stevens INI, e Ning Jin da Siemens Healthineers.
Esta pesquisa foi apoiada pelas bolsas do National Institutes of Health (NIH) UF1-NS100614, S10-OD025312, R01-600 NS114382, R01-EB032169, RF1AG084072, R01-EB028297, R01-NS134712 e R01-NS121040.
