Peneliti di University of Southern California telah mengembangkan metode non-invasif pertama untuk menangkap denyut berirama dari pembuluh darah terkecil di otak. Menggunakan MRI 7T canggih, mereka menemukan denyut ini semakin kuat seiring usia dan hipertensi, berpotensi mengganggu pembersihan limbah dan berkontribusi pada penyakit Alzheimer. Temuan, yang diterbitkan di Nature Cardiovascular Research, dapat mengarah pada biomarker baru untuk kondisi neurodegeneratif.
Ilmuwan di Mark and Mary Stevens Neuroimaging and Informatics Institute di Keck School of Medicine USC telah mempelopori teknik pencitraan otak yang mengungkap bagaimana pembuluh darah mikroskopis berdenyut dengan setiap detak jantung. Metode ini mengukur "pulsatilitas volumetrik mikrovaskular," pembengkakan dan penyusutan halus dari pembuluh ini, menggunakan pencitraan resonansi magnetik ultra-tinggi 7T dikombinasikan dengan teknik okupansi ruang vaskular (VASO) dan pelabelan putaran arteri (ASL). Sebelumnya, mengamati perubahan seperti itu memerlukan prosedur invasif yang terbatas pada studi hewan.
Studi, yang diterbitkan di Nature Cardiovascular Research, menunjukkan bahwa denyut ini meningkat seiring usia, terutama di materi putih dalam otak—wilayah krusial untuk komunikasi antar-jaringan tetapi rentan terhadap aliran darah yang berkurang. Orang dewasa yang lebih tua menunjukkan pulsasi mikrovaskular yang lebih kuat dibandingkan individu yang lebih muda, dengan hipertensi memperburuk efeknya. "Pulsasi arteri seperti pompa alami otak, membantu memindahkan cairan dan membersihkan limbah," kata Danny JJ Wang, PhD, profesor neurologi dan radiologi serta penulis utama. "Metode baru kami memungkinkan kami melihat, untuk pertama kalinya pada manusia, bagaimana volume pembuluh darah kecil itu berubah dengan penuaan dan faktor risiko vaskular."
Denyut yang diperkuat ini mungkin mengganggu sistem glinfatik, yang menghilangkan limbah seperti protein beta-amiloid yang terkait dengan Alzheimer. "Temuan ini memberikan tautan yang hilang antara apa yang kita lihat dalam pencitraan pembuluh besar dan kerusakan mikrovaskular yang kita amati dalam penuaan dan penyakit Alzheimer," kata penulis utama Fanhua Guo, PhD. Penelitian ini menghubungkan kekakuan arteri besar—yang diketahui meningkatkan risiko stroke dan demensia—dengan perubahan pembuluh kecil.
"Mampu mengukur denyut vaskular kecil ini in vivo adalah langkah maju yang kritis," catat Arthur W. Toga, PhD, direktur Stevens INI. Tim, termasuk Fanhua Guo, Chenyang Zhao, Qinyang Shou, Kay Jann, Xingfeng Shao, dan Ning Jin, menerima dukungan dari beberapa hibah NIH. Pekerjaan masa depan bertujuan untuk menyesuaikan metode untuk pemindai MRI 3T dan menguji potensinya sebagai biomarker untuk intervensi Alzheimer dini. "Ini baru permulaan," tambah Wang. "Tujuan kami adalah membawa ini dari laboratorium penelitian ke praktik klinis."