L’imaging del movimento dell’acqua nei tessuti
L’imaging DTI (Diffusion tensor imaging, Imaging con tensore di diffusione) è una tecnica basata sulla risonanza magnetica che può servire per mappare la diffusione tridimensionale dell’acqua in funzione della posizione nello spazio, oltre che per descrivere le differenze della percentuale di diffusione lungo i tre assi (anisotropia). Nonostante il suo impiego crescente nelle applicazioni cliniche e di ricerca, i meccanismi che influiscono sul tensore di diffusione non sono chiari. I modelli teorici di spostamento non consentono di prevedere il movimento dell’acqua e alcuni studi indicano che l’attività neuronale può modificarlo. Il progetto MMDTIAN, finanziato dall’UE, ha utilizzato tre diversi tipi di imaging su una coltura di cellule neuronali per chiarire precisamente questa possibilità. L’utilizzo di colture cellulari organotipiche che presentano più di un tipo cellulare in una rete di tessuto in 3D riproduce la situazione in situ senza le interferenze provocate dal flusso sanguigno. Nello specifico, il paradigma sperimentale si è basato sull’uso di un midollo spinale di ratto neonato vitale. I ricercatori hanno dimostrato per la prima volta che l’attività neurale potenziata influisce sullo spostamento dell’acqua in un modo che non è semplicemente un effetto collaterale dei livelli di ossigenazione del sangue, a conferma di un possibile ruolo meccanico. Questa rivoluzionaria dimostrazione ha ottenuto numerosi riconoscimenti per il suo carattere innovativo e ha portato a un’importante pubblicazione su una rivista scientifica sottoposta a revisione tra pari. Oltre alle applicazioni di carattere biomedico, la diffusione svolge un ruolo importante anche in molti dispositivi industriali. Il team ha sviluppato un nuovo metodo per valutare la distribuzione delle dimensioni dei pori basato sulle misurazioni delle immagini della risonanza magnetica nucleare (RMN) pesate in diffusione, permettendo di condurre esperimenti e ottenere risultati che finora non erano possibili, e ha pubblicato numerosi documenti, tra cui uno dedicato alle applicazioni per i polimeri porosi. Ha infine sviluppato un sistema di imaging più veloce e di migliore qualità, utilizzando uno scanner RMN unilaterale, mobile e poco costoso, che ha portato a varie pubblicazioni ed è attualmente impiegato in un’applicazione clinica nell’ambito di un altro progetto. Il progetto MMDTIAN ha fornito un contributo significativo alla conoscenza dei meccanismi su cui si basa un’importante nuova tecnica di imaging, il DTI, impiegandola con risultati davvero notevoli e applicandola in una varietà di settori, con implicazioni innovative.
Parole chiave
Tecnica di imaging, imaging con tensore di diffusione, movimento dell’acqua, coltura di celle neuronali, applicazioni biomediche
