Воспаление увеличивает задержку гадолиния в мозге после введения линейного контрастного вещества на основе гадолиния
При рассеянном склерозе (MS) магнитно-резонансная томография, усиленная контрастным веществом на основе гадолиния (GBCA), обычно используется для диагностики и мониторинга заболеваний. Линейный GBCA — это вариант, в котором длинная органическая молекула оборачивается вокруг ионов гадолиния, не закрывая их полностью. В последние годы отложения Gd были обнаружены в различных тканях, главным образом в головном мозге и костях пациентов, которые ранее получали GBCA. Тем не менее остается неясным имеют ли такие отложения последствия для благополучия пациента и влияют ли нейровоспаление и нарушение гематоэнцефалического барьера (характерные для РС) на удержание Gd внутри мозга. Здесь микро- и нано-синхротронная рентгеновская флуоресцентная спектроскопия (SR μXRF и SR nano-XRF соответственно) была использована для оценки удержания Gd в здоровых и воспаленных тканях мыши, подвергшихся воздействию in vivo к повторным линейным инъекциям GBCA (восемь инъекций, суммарная доза 20 ммоль / кг). Карты SR µXRF и SR nano-XRF были собраны на линиях луча ID21 и ID16B .
SR-XRF выявил что отложения Gd увеличивались во время воспаления и были расположены в областях с высокой воспалительной активностью. Окрашивание H & E было использовано для выявления областей с воспалением (красная стрелка на рис. 1а ). Затем эти участки были отобраны для картирования ткани SR-µXRF, полученного через один или десять дней после последнего применения GBCA ( Рис. 1b , нижний набор изображений). Соответствующие области здорового мозга показаны на рис. 1б (верхний набор изображений). Большие обзорные карты µXRF показывают, что хотя задержка Gd наблюдалась в здоровых и воспаленных тканях, задержка в воспаленном мозжечке усиливается. Кроме того, анализ распределения Gd выявил накопление Gd в небольших точках видимых на картах полученных с шагом 3 мкм ( рис. 1d-e) и даже более выраженным при размере шага 500 нм (рис. 1f-g) как для здоровой так и для воспаленной ткани мозга. Хотя количество горячих точек увеличивается при воспалении, накопленный Gd в этих точках очень высок (до ~ 6 мг Gd / г ткани) как в здоровом так и в воспаленном мозге. Эта высокая концентрация замечательна и может оказать влияние на дальнейшую оценку риска GBCA, особенно с учетом того что ICP-MS показала, что общая концентрация в тканях тех же образцов составляет всего около 1-10 мкг / г. Наконец исследование нано-XRF (с разрешением 60 нм) воспаленного образца мозга при ID16B позволило предположить средний размер областей горячих точек Gd диаметром ~ 160 нм, содержащих массовую долю Gd около 3000-5000 ppm ( рис. 2 ) ,
Результаты этого исследования по концентрации Gd, совместной локализации с другими элементами а также пространственному распределению Gd в масштабе субмикронной длины благодаря уникальным свойствам установок XRF установленных на двух используемых линиях луча. Хотя преимущества использования GBCA в клинических процедурах очевидны, комплексная оценка риска использования линейных гадолиний контрастных веществ GBCA, должны учитывать потенциально повышенный риск накопления гадолиния Gd, в частности для пациентов страдающих хроническими нейровоспалительными нарушениями.
Основные публикации и авторы
Повышенная задержка гадолиния в воспаленном мозге после многократного введения гадопентетат димеглюмина: исследование с целью подтверждения концепции на мышах, сочетающих ICP-MS и микро- и нано-SR-XRF. S. Wang (a, b), B. Hesse (c, d), M. Roman (e), D. Stier (d), H. Castillo-Michel (c), M. Cotte (c, f), JP Suuronen (c), A. Lagrange (d, g), H. Radbruch (h), F. Paul (i), M. Taupitz (j), E. Schellenberger (j), I. Sack (j), C. Инфанте-Дуарте (а), Инвест Радиол. (2019); doi: 10.1097 / RLI.0000000000000571 .
(a) Институт медицинской иммунологии, Charité — Universitätsmedizin Berlin (Германия)
(b) Отделение неврологии, больница Xiangya, Университет Центрального Юга, Чанша (Китай)
(c) ESRF
(d) Xploraytion GmbH, Берлин (Германия)
(e) Европейский центр по устойчивому воздействию нанотехнологий, EcamRicert Srl, Падуя (Италия)
(f) Лаборатория молекулярной и структурной науки (LAMS), Университет Сорбонны, CNRS, UMR8220 Paris (Франция)
(g) Материаловедение, Берлинский технологический институт (Германия)
(h) Кафедра невропатологии, Charité — Universitätsmedizin Berlin (Германия)
(i) Центр клинических исследований NeuroCure и Центр экспериментальных и клинических исследований, Charité — Universitätsmedizin Berlin and Max Центр молекулярной медицины г. Дельбрюк, Берлин (Германия)
(j) Отделение радиологии, Charité — Universitätsmedizin Berlin (Германия)