Informe final del proyecto: Doppler ultrarrapido y super-resolución en la evaluación del flujo sanguíneo en pequeños animales: análisis del componente vascular en enfermedades neurodegenerativas.

Abstract

Existen comportamientos hemodinámicos específicos del cerebro que permiten comprender su fisiología y pueden ser considerados indicadores diagnósticos. La respuesta hemodinámica, manifiesta principalmente en pequeños vasos, no es evaluada con precisión con las herramientas estándar actualmente disponibles. El principal objetivo de este proyecto fue poner a punto, implementar y optimizar dos novísimas herramientas ultrasónicas de alta precisión para evaluar el flujo sanguíneo cerebral: Doppler ultrarrápido (uDoppler) y Microscopía de Localización Ultrarrápida Ultrasónica (uULM). Al igual que el Doppler convencional, el uDoppler utiliza a los eritrocitos como elementos difusores del ultrasonido, pero a diferencia de él, uDoppler obtiene imágenes del flujo sanguíneo (CBV) con mucho mayor sensibilidad y resolución. Además, mediante la adquisición de sucesivas imágenes uDoppler, es posible evaluar la respuesta funcional (fUS) de la red cerebrovascular del animal sometido a estímulos externos. En el abordaje uULM, burbujas de hexafluoruro de azufre inyectadas al torrente sanguíneo son mucho más reflectoras al haz ultrasónico produciendo así imágenes de flujo sanguíneo de resolución superior a las obtenidas en el uDoppler. Utilizando un ecógrafo Verasonics128 Vantage se optimizaron los mecanismos físicos de interacción ultrasonido-tejido, parámetros de emisión-detección, resolución espacio-temporal y algoritmos de adquisición logrando la sensibilidad y resolución necesaria, 100 micras con uDoppler y 10 micras con uULM , que permitieron optimizar la calidad de las imágenes en los modelos murinos utilizados. Las herramientas ultrasónicas puestas a punto fueron empleadas para estudiar, in vivo, el flujo sanguíneo cerebral y caracterizar la hemodinámica asociada al envejecimiento y a la neurodegeneración, en ratones. Combinamos el abordaje uDoppler con la descripción estructural de los vasos de las mismas secciones del cerebro, mediante microscopía laser confocal de mayor resolución, lo que permitió verificar los resultados uDoppler. Establecimos una segmentación de las distribuciones, que nos permitió un análisis cuantitativo estadísticamente robusto y exhaustivo que asegura la fiabilidad del abordaje.