המוח הוא אחד האיברים הפעילים והדינמיים ביותר מבחינה מטבולית בגוף, המייצר באופן רציף תוצרי פסולת שחייבים להיות מפונים ביעילות כדי לשמור על תפקוד עצבי תקין1. הצטברות של פסולת מטבולית היא סימן היכר של ניוון עצבי והזדקנות המוח2. המערכת הגלימפטית ממלאת תפקיד מרכזי בתהליך פינוי זה, ומסייעת בהסרה של תוצרי לוואי מטבוליים ופסולת רעילה באמצעות זרימה מסיבית של נוזל מוחי-שרירי (CSF) והחלפה של CSF עם נוזל הבין-תאי (ISF)3,4,5, תהליך המקלול על ידי תעלות המים של aquaporin-4 (AQP4) הממוקמות על רגלי הקצה של האסטרוציטים6. הבנה משמעותית של דינמיקת ה-CSF נרכשה באמצעות חקר הובלה של סמני CSF שונים. MRI עם הגברת ניגודיות דינמית (DCE-MRI) המשתמש בחומרי ניגודיות מבוססי גדוליניום (GBCAs) מתאים במיוחד להערכה של הובלת סמנים ברחבי המוח7,8. הרלוונטיות הקלינית של גישה זו הוכחה באמצעות עבודות תרגומיות בבני אדם. מתן תוך-תעלתי (intrathecal) של GBCAs ואחריו סדרת בדיקות MRI שימשו להערכת דינמיקת CSF במוח האנושי9. עבודה מאוחרת יותר הדגימה הובלת סמנים ברחבי המוח ואחריה פינוי במהלך הלילה10. גישה זו יושמה לאחרונה כדי לחשוף הובלה פרי-עורקית לקויה של סמנים בנבדקים עם קיבולת מילואים מופחתת של לחץ-נפח תוך-גולגולתי, כמו גם בחולים עם הידרוצפלוס אידיופתי עם לחץ תקין11. מחקרים אלו מבססים את ה-DCE-MRI של הובלת סמני CSF כגישה ניתנת לתרגום קליני ומניעים את הפיתוח של שיטות פרה-קליניות קפדניות וניתנות לשחזור לחקירה מכניסטית של ויסות דינמיקת CSF ופינוי פסולת.
קנולציה של הציסטרנה מגנה (intra-cisterna magna - ICM) משמשת בדרך כלל במחקרי גלימפטיקה לצורך הזרקת חומרי סימון (tracers)12עם זאת, רק כ-20% מחומרי הניגוד מבוססי הגדוליניום (GBCAs) שהגיעו באמצעות נתיב זה מובל אל תוך פהרנכימת המוח, כאשר רובו מתנקז ישירות אל עמוד השדרה או אל מערכת הלימפה8גישה זו טומנת בחובה גם סיכון לפגיעה במוחון או בגזע המוח, וקיבוע הקנולה למחקרים ארוכי טווח נותר מאתגר מבחינה טכנית. קנולציה תו-חדרית (ICV) התגלתה כחלופה חסונה יותר.13,14,15מחקר שנערך לאחרונה הדגים את השחזוריות שלו ואת יתרונותיו המרכזיים בהחדרת סמנים פלורסצנטיים, כולל קיבוע יציב של הקנולה המאפשר תנועה חופשית של בעל החיים ותומך בהזרקות חוזרות של סמנים במחקרי אורך.13.
למרות יתרונות אלו, פרוטוקולים קיימים של קנולציה של ה-ICV אינם תואמים באופן ישיר למחקרי MRI16. מכיוון שקנולציה של ה-ICV דורשת חדירה לפרונקימה של המוח, נעשה בה בדרך כלל שימוש בקנולות פרומגנטיות הגורמות לארטפקטים חמורים של סוסיבטיביות (susceptibility artifacts) בתמונות MRI. כתוצאה מכך, יש לבצע את עירוי הסמן מחוץ לסורק, כאשר את הקנולה מסירים לפני העברת החיה להדמיה. זרימת עבודה טיפוסית כוללת רכישת סריקת בסיס, הוצאת החיה לצורך קנולציה ועירוי סמן, ולאחר מכן מיקום מחדש של החיה לסריקות דינמיות עוקבות. זרימת עבודה מקוטעת זו מונעת רכישה רציפה המיוחסת לסריקת הבסיס, ומביאה לחוסר יישור עקב מיקום מחדש שעלול להטעות אנליזה קינטית ברמת הווקסל. חשוב מכך, מכיוון ששלב הספיגה המוקדם הוא בדרך כלל החלק הדינמי ביותר אך החולף ביותר של קינטיקת הסמן, ביצוע העברת החיה והגדרת הסורק במהלך חלון זמן זה מובילים לאובדן הנתונים המידעתיים ביותר.
כאן אנו מציגים פרוטוקול המטפל במגבלות אלו על ידי שילוב של קו עירוי ICV תואם MRI עם יכולת הזרקה של חומר ניגוד בתוך הסורק, המאפשרת רכישת MRI דינמית רציפה במכרסמים. גישה זו מאפשרת מיפוי כמותי של המוח כולו עבור הובלת סמן CSF במהלך סשן דימות יחיד ובלתי פסק. פרוטוקול זה מתאים היטב לחקר דינמיקת CSF בכל רחבי המוח, הובלה גלימפטית וקינטיקה של פינוי מומסים. למרות שהפרוטוקול מתואר כאן עבור חולדות בוגרות, ניתן להתאימו לעכברים באמצעות התאמות מתאימות של קואורדינטות הקנולציה ופרמטרי העירוי15.