Il cervello è uno degli organi più attivi del corpo umano a livello metabolico. Questo rappresenta solo il 2% del peso del corporeo e riceve il 15-20% del flusso sanguigno complessivo. Quando il flusso sanguigno si interrompe nel cervello per un lungo periodo di tempo o subisce delle modifiche questo crea dei danni ai pazienti. Tra le condizioni più note di tale casistica vi è l’ipoperfusione cerebrale cronica che può portare a gravi malattie cerebrovascolari.
Questo disturbo si manifesta con lesioni della materia bianca cerebrale, una regione vulnerabile al cambiamento del flusso sanguigno nel cervello. Purtroppo, attualmente non vi è una cura disponibile per il trattamento definitivo della patologia. Per tale ragione la diagnosi precoce è di cruciale importanza, infatti questa permette di rilevare i cambiamenti microvascolari nel cervello che si verificano prima dello sviluppo della lesione totale. Tuttavia, tale diagnosi è impegnativa con le tecniche di imaging disponibili nella clinica attuale.
Ormai molti team di ricerca hanno rilevato un possibile legame tra la microvasculatura del cervello e gli occhi. Questo perché la retina, situata nella zona posteriore dell’occhio, è una parte periferica del sistema nervoso centrale e condivide molte somiglianze con la materia cerebrale. Le differenze preponderanti sono l’inferiore tipologia di cellule nervose e la struttura più semplice; questo rende l’occhio un obiettivo eccellente per lo studio dei circuiti neurali e dell’accoppiamento neurovascolare.
In un recente studio dei ricercatori hanno analizzato se, a livello microscopico, il flusso sanguigno nella retina potesse essere utilizzato per prevenire le malattie cerebrovascolari che coinvolgono l’ipoperfusione cronica. Per testare questa ipotesi, il team ha sviluppato un approccio di imaging innovativo basato sulla microscopia a due fotoni.
I ricercatori hanno indotto per la prima volta l’ipoperfusione cerebrale cronica nei topi bloccando leggermente le loro carotidi. Una settimana dopo, si è osservato uno dei due occhi direttamente con un microscopio a due fotoni. I ricercatori hanno osservato e contato i globuli rossi che circolano all’interno dei singoli capillari nella microvascolarizzazione retinica dei topi etichettando il loro plasma sanguigno con un tag fluorescente.
L’obiettivo della sperimentazioni effettuate è quello di quantificare il flusso di globuli rossi nel maggior numero possibile di capillari. Di conseguenza, i ricercatori hanno confrontato i loro risultati con quelli di misurazioni simili effettuate sulla materia bianca e grigia cerebrale in uno studio precedente eseguito in condizioni sperimentali molto simili.
A seguito di un’attenta analisi statistica, si è scoperto che il flusso medio di globuli rossi dei capillari nella retina risulta significativamente influenzato dall’ipoperfusione cerebrale cronica. Infatti, il flusso medio di globuli rossi è diminuito del 56% nella retina dei topi affetti dalla patologia rispetto a quello dei topi sani. Le riduzioni corrispondenti sono state solo del 36% nella materpoperfusione cerebrale cronicaia bianca e del 6% nella materia grigia.
Complessivamente, i risultati raccolti da questo studio indicano che la microcircolazione nella retina potrebbe essere un promettente strumento di screening per i pazienti colpiti da ipoperfusione cronica del cervello. Inoltre, la nuova metodologia di imaging potrebbe potenzialmente servire come biomarcatore diagnostico precoce per le malattie cerebrovascolari. Oltretutto, l’approccio di imaging sviluppato dai ricercatori è efficiente, ha un’alta qualità del segnale e può essere implementato con un microscopio commerciale standard a due fotoni.
Poter visualizzare la fisiologia vascolare retinica in vivo senza ottica adattiva è sicuramente innovativo. I risultati di questo studio possono incoraggiare un’ulteriore applicazione dell’imaging convenzionale a due fotoni alla ricerca retinica. La ricerca futura utilizzando la tecnica di imaging proposta consentirà agli scienziati di comprendere meglio i circuiti neurali e l’accoppiamento neurovascolare. Potrà anche aiutare a salvare vite umane attraverso diagnosi precoci di malattie cerebrovascolari.
