Novedoso sistema de cánula permite la administración dirigida de agentes de imagen y fármacos

Un aspecto crucial de muchos estudios de microscopía multifotónica es la administración eficaz de compuestos químicos, incluyendo agentes de imagen y fármacos, al cerebro. Sin embargo, muchos de estos compuestos enfrentan un obstáculo importante—la barrera hematoencefálica— que impide su administración sistémica.

Para superar este desafío, un equipo de investigación ha desarrollado un innovador sistema de administración por cánula que permite la administración precisa de compuestos durante la obtención de imágenes in vivo mediante microscopía multifotónica. El sistema cuenta con una micropipeta de bajo perfil, o "cánula", implantada en un ángulo poco profundo de solo 8 grados, casi paralela a la superficie cerebral. Esta configuración permite administrar directamente los agentes al cerebro sin interferir con la trayectoria óptica necesaria para la obtención de imágenes de alta resolución.

Un desafío importante en los estudios de imagen óptica es que muchos sensores y marcadores fluorescentes utilizados para estudiar procesos biológicos no están codificados genéticamente. Estos agentes de imagen a menudo requieren infusión directa en el cerebro, lo que suele limitar la capacidad de realizar estudios longitudinales de imagen. Investigadores del Hospital General de Massachusetts (Boston, MA, EUA) han introducido una cánula de ángulo poco profundo, implantada crónicamente, para la administración de agentes de imagen al cerebro durante sesiones de imágenes in vivo a largo plazo. Para validar la eficacia de su sistema de administración mediante cánula, el equipo de investigación realizó una serie de experimentos. Administraron con éxito marcadores celulares fluorescentes en el cerebro a la vez que obtenían imágenes de ellos mediante microscopía multifotónica.

Además, en modelos murinos de la enfermedad de Alzheimer, el equipo utilizó un tinte especial, Fluoro-Jade C, para rastrear neuronas degenerativas, y también realizaron imágenes a largo plazo de los niveles de oxígeno en el tejido cerebral utilizando un sensor de oxígeno fosforescente. Esta técnica marca un avance significativo para las ventanas de imágenes craneales de ratones, mejorando tanto la administración de colorantes como la calidad de los datos obtenidos. Si bien este método no es completamente no invasivo, presenta un desarrollo prometedor para realizar estudios longitudinales sobre la función cerebral, la progresión de la enfermedad y los posibles tratamientos. El método ofrece a los investigadores herramientas más precisas y confiables para una amplia gama de aplicaciones de imágenes cerebrales. Para facilitar una adopción más amplia de esta tecnología, el equipo ha proporcionado una guía completa sobre la construcción e implantación de la cánula en su estudio publicado en Neurophotonics.