Medición del flujo de líquido en el cerebro usando alcohol y resonancia magnética en participantes sanos

Hipótesis del estudio:

El flujo de líquido intersticial intracraneal (ISF) es crucial para la eliminación adecuada de los productos de desecho extracelulares del parénquima cerebral. Recientes demostraciones han demostrado que su deficiencia conduce a su acumulación en trastornos neurodegenerativos. La hipótesis de este proyecto es que MRS y/o MTI pueden usarse para dar una medida cuantitativa del flujo de líquido intersticial intracraneal.

Objetivos:

El objetivo principal es proporcionar una medida cuantitativa de la tasa de flujo de ISF a través del parénquima cerebral. Esto se realizará realizando múltiples mediciones del pico característico de etanol en diferentes momentos con MRS o disminuciones relacionadas con el etanol en la señal de saturación de agua en MTI, luego de su ingestión. Esto permitirá obtener y reportar el tránsito de etanol, que es igual al tránsito de ISF, utilizando parámetros de transporte comunes como el tiempo hasta el pico (TTP) y el tiempo medio de tránsito (MTT).

Los objetivos secundarios incluyen determinar un rango de valores que pueden considerarse rangos normales para las tasas de flujo de ISF en individuos sanos. Esto será útil en futuros experimentos cuando dichos valores se comparen con las tasas de medición de individuos con diferentes tipos de patología intracraneal.

DISEÑO DEL ESTUDIO DE INVESTIGACIÓN:

Este proyecto piloto será experimental con el objetivo de determinar los mejores criterios cuantitativos a partir del etiquetado MRS o MTI de etanol de los datos de flujo intracraneal de ISF para brindar una métrica de eliminación confiable. Para lograr esto, el estudio inicial de prueba de concepto involucrará a 10 voluntarios masculinos sanos de entre 20 y 75 años que se someterán al protocolo etanol-MRS o MTI. Este trabajo será de naturaleza cuantitativa, ya que se medirán y analizarán señales discretas de RM.

Los participantes del estudio de recopilación de datos deberán haber ayunado un mínimo de 6 horas antes de iniciar el experimento y abstenerse de ingerir alcohol durante 12 horas. Un miembro del equipo de investigación realizará una evaluación rápida de los medicamentos, el consumo de alcohol y cualquier afección neurológica del participante antes de continuar con el examen para verificar que todos los voluntarios cumplan con todos los criterios de inclusión para el estudio.

Los datos se adquirirán mediante espectroscopia de resonancia magnética (MRS), imágenes espectroscópicas de resonancia magnética (MRSI) o imágenes de transferencia de magnetización (MTI). Se repetirá una adquisición relativamente corta (5-7 minutos) para adquirir un curso de tiempo para el tránsito de etanol a través del cerebro.

Cada participante del estudio se someterá a una adquisición de RM previa a la ingestión de etanol. Luego se le dará al voluntario una bebida que contiene etanol. El contenido de etanol será de aproximadamente 0,5 g/kg, mezclado en 355 ml de una bebida carbonatada sin azúcar y sin cafeína, como se hizo anteriormente en otros experimentos MRS con etanol humano (7). La bebida debe consumirse dentro de los 5 minutos y puede administrarse a través de un tubo de plástico transparente para que el sujeto no tenga que ser retirado del escáner. No se espera que los niveles de concentración de alcohol en sangre (BAC) para este trabajo superen el 0,05 %, considerado un nivel bajo, al final del experimento.

Después de consumir la bebida que contiene etanol, las imágenes de exploración se adquirirán nuevamente para reubicar los vóxeles para cada imagen espectral posterior si es necesario volver a colocar a los participantes del estudio en el escáner de RM (es decir, no ingirió etanol a través de la tubería). MRS, MRSI o MTI se realizarán a ~5-7 minutos/espectro o imagen, repitiendo el proceso continuamente durante 60-90 minutos. Durante la exploración, se le puede pedir al paciente que respire a través del ClearMateTM, un circuito de no reinhalación compatible con RM especialmente diseñado que proporciona oxígeno y dióxido de carbono que disminuye rápidamente el nivel de alcohol en la sangre de una persona.

Después de la adquisición final, el paciente será llevado a un área supervisada donde permanecerá hasta que los niveles de etanol en sangre se registren por debajo del 0,05 % a través de una prueba estándar de alcoholemia. Una vez que el participante haya cumplido con este requisito y manifieste que se siente seguro para abandonar las instalaciones, será libre de hacerlo dentro de las recomendaciones del estudio y su participación se considerará completa. El muestreo de aliento se realizará a intervalos de 30 minutos si aún es alto.

Finalmente, dado que la forma más precisa de evaluar la cinética del alcohol en la sangre es haciendo comparaciones de los niveles de sangre arterial y venosa, se insertarán líneas arteriales periféricas (por un anestesiólogo del personal de Sunnybrook) en algunos participantes seleccionados del estudio. Se medirá periódicamente el contenido de alcohol en sangre de muestras de sangre arterial de estos individuos y se compararán con los valores de las muestras de sangre extraídas simultáneamente de la vía intravenosa periférica.