Antioxidantes del cerebro humano durante el estrés oxidativo

El objetivo de esta propuesta es avanzar en la misión de mejorar la salud y el bienestar de los estadounidenses mayores mediante el aumento de las iniciativas en curso de prevención y tratamiento de la demencia. Lleva a cabo investigaciones sobre la demencia asociada tanto con el envejecimiento normal como con la EA. Un nuevo científico desarrollará un nuevo y poderoso ensayo de antioxidantes en el cerebro humano utilizando instrumentación de última generación. El enfoque se traducirá al entorno clínico para que pueda difundirse para su uso con nuevas investigaciones. Específicamente, las concentraciones de dos importantes antioxidantes, el ascorbato (Asc) y el glutatión (GSH) se medirán de forma no invasiva en el cerebro humano. Un objetivo es medir si un hallazgo reciente de menor concentración de GSH en el cerebro en la corteza occipital de sujetos mayores cognitivamente normales también se encuentra en la corteza cingulada posterior, y si la homeostasis de Asc del cerebro humano persiste en ambas regiones del cerebro. Un objetivo específico complementario es determinar si la concentración de GSH cerebral más baja también se produce bajo el estrés oxidativo asociado con la enfermedad de Alzheimer (EA). Al mismo tiempo, los datos medidos en sujetos con EA tienen el potencial de hacer avanzar esta nueva y poderosa tecnología hacia el descubrimiento de un biomarcador en etapa temprana. Un objetivo secundario es hacer que esta tecnología esté disponible para una amplia gama de médicos e investigadores. Como tal, el procesamiento de datos estará completamente automatizado utilizando software comercialmente disponible. Esta nueva tecnología no invasiva facilita un cambio de paradigma de los ensayos sistémicos a la cuantificación de antioxidantes directamente en la región del cerebro afectada. El enfoque aprovechará la instrumentación de 7 T de última generación mientras desarrolla métodos análogos en un escáner clínico de 3 T. El proceso de optimización de la espectroscopia de resonancia magnética (MRS) para la cuantificación de las concentraciones cerebrales de Asc y GSH requería una cuantificación confiable de un perfil neuroquímico extenso (es decir, 19 metabolitos cerebrales), que incluye los cuatro compuestos que normalmente se observan. Los espectros adquiridos en el modo de adquisición de eco estimulado (STEAM) se desconvolucionarán cuantitativamente en contribuciones de los metabolitos que aportan resonancias perceptibles utilizando un enfoque de modelo de combinación lineal (LCModel). Primero se logrará una cuantificación confiable de las concentraciones de GSH y Asc en el cerebro utilizando MRS de campo ultraalto con tecnología de bobina de transmisión múltiple y ajuste de radiofrecuencia (B1) que lo acompaña, y luego se trasladará a una plataforma clínica de campo más bajo. La finalización exitosa determinará si la baja concentración de glutatión en el cerebro está generalizada en el cerebro humano mayor y si esta diferencia se ve exacerbada por la EA.