Misurazione del flusso di fluidi nel cervello utilizzando alcol e risonanza magnetica in partecipanti sani

Ipotesi di studio:

Il flusso di fluido interstiziale intracranico (ISF) è fondamentale per un'adeguata eliminazione dei prodotti di scarto extracellulari dal parenchima cerebrale. Recenti dimostrazioni hanno dimostrato che la sua carenza porta al loro accumulo nei disturbi neurodegenerativi. L'ipotesi di questo progetto è che MRS e/o MTI possono essere utilizzati per fornire una misura quantitativa del flusso di fluido interstiziale intracranico.

Obiettivi:

L'obiettivo principale è quello di fornire una misura quantitativa della portata ISF attraverso il parenchima cerebrale. Ciò verrà eseguito effettuando misurazioni multiple del caratteristico picco di etanolo in diversi punti temporali con MRS o diminuzioni correlate all'etanolo nel segnale di saturazione dell'acqua in MTI, a seguito della sua ingestione. Ciò consentirà di ottenere e riportare il transito dell'etanolo, pari al transito dell'ISF, utilizzando parametri di trasporto comuni come il tempo di picco (TTP) e il tempo medio di transito (MTT).

Gli obiettivi secondari includono la determinazione di un intervallo di valori che possono essere considerati intervalli normali per le portate ISF in individui sani. Ciò sarà utile in futuri esperimenti quando tali valori verranno confrontati con i tassi di misurazione per individui con vari tipi diversi di patologia intracranica.

PROGETTAZIONE DELLO STUDIO DI INDAGINE:

Questo progetto pilota sarà sperimentale con l'obiettivo di determinare i migliori criteri quantitativi dall'etichettatura MRS o MTI dell'etanolo dei dati di flusso ISF intracranico per fornire una metrica di clearance affidabile. Per raggiungere questo obiettivo, lo studio iniziale di proof of concept coinvolgerà 10 volontari maschi sani di età compresa tra 20 e 75 anni sottoposti al protocollo etanolo-MRS o MTI. Questo lavoro sarà di natura quantitativa, poiché i segnali RM discreti saranno misurati e analizzati.

Raccolta dati Ai partecipanti allo studio sarà richiesto di aver digiunato per un minimo di 6 ore prima di iniziare l'esperimento e di essersi astenuto dall'ingestione di alcol per 12 ore. Un membro del team di ricerca eseguirà una rapida schermata dei farmaci del partecipante, consumo di alcol e qualsiasi condizione neurologica prima di procedere con l'esame per verificare che tutti i volontari soddisfino tutti i criteri di inclusione per lo studio.

I dati saranno acquisiti utilizzando spettroscopia di risonanza magnetica (MRS), imaging spettroscopico di risonanza magnetica (MRSI) o imaging di trasferimento di magnetizzazione (MTI). Verrà ripetuta un'acquisizione relativamente breve (5-7 minuti) per acquisire un andamento temporale del transito dell'etanolo attraverso il cervello.

Ogni partecipante allo studio sarà sottoposto ad acquisizione MR pre-ingestione di etanolo. Al volontario verrà quindi data una bevanda contenente etanolo. Il contenuto di etanolo sarà di circa 0,5 g/kg, miscelato in 355 mL di una bevanda gassata senza caffeina e senza zucchero, come fatto in precedenza in altri esperimenti MRS con etanolo umano (7). La bevanda deve essere consumata entro 5 minuti e può essere fornita attraverso un tubo di plastica trasparente in modo che il soggetto non debba essere rimosso dallo scanner. I livelli di concentrazione di alcol nel sangue (BAC) per questo lavoro non dovrebbero superare lo 0,05%, considerato un livello basso, alla fine dell'esperimento.

Dopo aver consumato la bevanda contenente etanolo, le immagini scout verranno nuovamente acquisite per rilocalizzare i voxel per ogni successiva immagine spettrale se i partecipanti allo studio devono essere ricollocati nello scanner MR (es. non ha ingerito etanolo attraverso i tubi). MRS, MRSI o MTI verranno eseguiti a ~5-7 minuti/spettro o immagine, ripetendo il processo continuamente per 60-90 minuti. Durante la scansione, al paziente può essere chiesto di respirare attraverso il ClearMateTM, un circuito non-rebreathing compatibile con la risonanza magnetica appositamente progettato che fornisce ossigeno e anidride carbonica che riducono rapidamente il livello di alcol nel sangue di una persona.

Dopo l'acquisizione finale, il paziente verrà portato in un'area sorvegliata dove rimarrà fino a quando i livelli di etanolo nel sangue non saranno registrati al di sotto dello 0,05% tramite un test standard dell'etilometro. Una volta che il partecipante ha soddisfatto questo requisito e ha dichiarato di sentirsi sicuro di lasciare i locali, sarà libero di seguire le raccomandazioni dello studio e la sua partecipazione sarà considerata completa. Il campionamento del respiro verrà eseguito a intervalli di 30 minuti se è ancora alto.

Infine, poiché il modo più accurato per valutare la cinetica dell'alcool nel sangue consiste nel confrontare i livelli ematici arteriosi e venosi, linee arteriose periferiche verranno inserite (da un anestesista dello staff di Sunnybrook) in alcuni selezionati partecipanti allo studio. Periodici campioni di sangue arterioso di questi individui saranno misurati per il contenuto di alcol nel sangue e confrontati con i valori dei campioni di sangue prelevati contemporaneamente dalla linea endovenosa periferica.