Medindo o fluxo de fluidos no cérebro usando álcool e ressonância magnética em participantes saudáveis

Hipótese do estudo:

O fluxo do líquido intersticial intracraniano (ISF) é crucial para a eliminação adequada dos resíduos extracelulares do parênquima cerebral. Demonstrações recentes mostraram que sua deficiência leva ao seu acúmulo em distúrbios neurodegenerativos. A hipótese deste projeto é que MRS e/ou MTI podem ser usados ​​para fornecer uma medida quantitativa do fluxo de líquido intersticial intracraniano.

Metas:

O objetivo principal é fornecer uma medida quantitativa da taxa de fluxo ISF através do parênquima cerebral. Isso será realizado fazendo medições múltiplas do pico característico de etanol em diferentes pontos de tempo com MRS ou diminuições relacionadas ao etanol no sinal de saturação de água em MTI, após sua ingestão. Isso permitirá que o trânsito de etanol, que é igual ao trânsito de ISF, seja obtido e relatado usando parâmetros de transporte comuns, como tempo até o pico (TTP) e tempo médio de trânsito (MTT).

Os objetivos secundários incluem a determinação de uma faixa de valores que podem ser considerados faixas normais para taxas de fluxo ISF em indivíduos saudáveis. Isso será útil em experimentos futuros, quando esses valores forem comparados com taxas de medição para indivíduos com vários tipos diferentes de patologia intracraniana.

PROJETO DO ESTUDO DE INVESTIGAÇÃO:

Este projeto piloto será experimental com o objetivo de determinar os melhores critérios quantitativos da rotulagem de etanol MRS ou MTI de dados de fluxo ISF intracraniano para fornecer uma métrica de depuração confiável. Para conseguir isso, o estudo inicial de prova de conceito envolverá 10 voluntários saudáveis ​​do sexo masculino com idades entre 20 e 75 anos submetidos ao protocolo etanol-MRS ou MTI. Este trabalho será de natureza quantitativa, uma vez que sinais discretos de RM serão medidos e analisados.

Coleta de dados Os participantes do estudo deverão ter jejuado no mínimo 6 horas antes de iniciar o experimento e abster-se de ingerir álcool por 12 horas. Uma triagem rápida será realizada por um membro da equipe de pesquisa dos medicamentos do participante, consumo de álcool e quaisquer condições neurológicas antes de prosseguir com o exame para verificar se todos os voluntários atendem a todos os critérios de inclusão para o estudo.

Os dados serão adquiridos usando espectroscopia de ressonância magnética (MRS), imagem espectroscópica de ressonância magnética (MRSI) ou imagem de transferência de magnetização (MTI). Uma aquisição relativamente curta (5-7 minutos) será repetida para adquirir um curso de tempo para o trânsito de etanol pelo cérebro.

Cada participante do estudo passará por aquisição de RM de ingestão pré-etanol. O voluntário receberá então uma bebida contendo etanol. O teor de etanol será de aproximadamente 0,5 g/kg, misturado em 355 mL de uma bebida carbonatada sem cafeína e sem açúcar, como feito anteriormente em outros experimentos de etanol humano MRS (7). A bebida deve ser consumida em até 5 minutos e pode ser fornecida através de um tubo de plástico transparente para que o indivíduo não precise ser removido do scanner. Os níveis de concentração de álcool no sangue (TAS) para este trabalho não devem ultrapassar 0,05%, considerado um nível baixo, ao final do experimento.

Depois de consumir a bebida contendo etanol, as imagens de reconhecimento serão adquiridas novamente para relocalizar os voxels para cada imagem espectral subsequente se os participantes do estudo precisarem ser colocados de volta no scanner de RM (ou seja, não ingeriu etanol por sonda). MRS, MRSI ou MTI serão realizados em ~ 5-7 minutos/espectro ou imagem, repetindo o processo continuamente por 60-90 minutos. Durante a varredura, o paciente pode ser solicitado a respirar através do ClearMateTM, um circuito não reinalante compatível com RM especialmente projetado que fornece oxigênio e dióxido de carbono que diminui rapidamente o nível de álcool no sangue de uma pessoa.

Após a aquisição final, o paciente será levado para uma área supervisionada onde permanecerá até que os níveis de etanol no sangue sejam registrados abaixo de 0,05% por meio de um teste padrão de bafômetro. Uma vez que o participante tenha cumprido este requisito e declare que se sente seguro para deixar o local, ele estará livre para seguir as recomendações do estudo e sua participação será considerada completa. A amostragem da respiração será realizada em intervalos de 30 minutos se ainda estiver alta.

Finalmente, uma vez que a maneira mais precisa de avaliar a cinética do álcool no sangue é fazendo comparações dos níveis de sangue arterial e venoso, linhas arteriais periféricas serão inseridas (por um anestesiologista da equipe de Sunnybrook) em alguns participantes selecionados do estudo. Amostras de sangue arterial periódicas desses indivíduos serão medidas quanto ao teor de álcool no sangue e comparadas com os valores de amostras de sangue coletadas simultaneamente da linha intravenosa periférica.