O traumatismo cranioencefálico (TCE) é uma epidemia silenciosa que afeta cerca de dois milhões de pessoas a cada ano, de acordo com os Centros de Controle e Prevenção de Doenças dos EUA. Mas a escala em que os ferimentos de explosão de TBI (bTBI) - sob os holofotes como o ferimento característico das guerras no Iraque e Afeganistão - ocorrem e se manifestam é desconhecida.

Estudos recentes neste domínio sugerem que o colapso rápido da bolha de cavitação pode ser um mecanismo potencial para estudar bTBI.

Durante a 61ª Reunião Anual da Biophysical Society, 11 a 15 de fevereiro, 2017, em Nova Orleans, Louisiana, Jonathan Estrada, estudante de doutorado na Escola de Engenharia da Brown University, apresentará seu trabalho explorando a mecânica da lesão induzida por cavitação - com o objetivo de compreender melhor os bTBIs.

Estrada está trabalhando sob a orientação de Christian Franck, junto com colegas da Brown University e da University of Michigan. A equipe usa um laser, um microscópio óptico e neurônios de rato dentro de uma substância semelhante a um gel para imitar o tecido cerebral para examinar bTBIs.

O pulso de laser é enviado através do "tecido cerebral" sob o microscópio enquanto uma câmera de alta velocidade - registrando 270, 000 quadros por segundo - captura o laser criando uma bolha, a quebra da bolha e os danos que isso causa aos neurônios dos ratos. "Nós visualizamos os neurônios afetados antes e imediatamente após a lesão, "Estrada disse.

A importância do trabalho do grupo é que, embora os estudos post-mortem tenham começado a mostrar diferenças na patologia do cérebro - como cicatriz astroglial (célula glial em forma de estrela) - entre pacientes expostos à lesão por explosão e aqueles com TCE contuso, a manifestação da lesão ao longo do tempo ainda não é bem compreendida. "Nosso trabalho, usando o modelo simplificado de bolha e cultura de neurônios, visa começar a preencher a lacuna entre a mecânica da lesão por explosão e o dano celular, "Estrada disse.

Embora os resultados estejam em estágio preliminar, "até aqui, descobrimos que o raio máximo da bolha é quase idêntico à zona de fragmentação do neurônio imediatamente após a lesão, ", acrescentou." Isso está em contraste com um estudo anterior do nosso grupo que se concentrou em concussão, ou cego, TBI via compressão uniaxial de neurônios, que descobriu que a lesão foi distribuída por culturas inteiras, em vez de localizada em uma área. "

Em termos de aplicações, o método do grupo permite que eles vejam a história de lesão das células dentro das culturas - antes e logo após a lesão com fluorescência de células vivas, durante a lesão com imagens de alta velocidade, e então a manifestação da lesão em momentos posteriores por meio de imunocoloração. "Quantificar o histórico de lesões temporais é essencial para a compreensão, diagnosticando, e trabalhar para o tratamento informado da explosão TBI, Estrada observou. "Esperamos que este seja um passo positivo em direção a esses fins."