Le traumatisme crânien (TCC) est une épidémie en grande partie silencieuse qui touche environ deux millions de personnes chaque année, selon les Centers for Disease Control and Prevention des États-Unis. Mais l'échelle à laquelle les blessures par blast TBI (bTBI) - sous les projecteurs en tant que blessure caractéristique des guerres en Irak et en Afghanistan - se produisent et se manifestent est inconnue.

Des études récentes dans ce domaine suggèrent que l'effondrement rapide des bulles de cavitation peut être un mécanisme potentiel pour étudier le bTBI.

Lors de la 61e réunion annuelle de la Biophysical Society, 11-15 février, 2017, à la Nouvelle-Orléans, Louisiane, Jonathan Estrada, doctorant à la School of Engineering de l'Université Brown, présentera ses travaux explorant la mécanique des blessures induites par la cavitation, dans le but de mieux comprendre les BTC.

Estrada travaille sous la direction de Christian Franck, avec des collègues de l'Université Brown et de l'Université du Michigan. L'équipe utilise un laser, un microscope optique et des neurones de rat à l'intérieur d'une substance semblable à un gel pour imiter le tissu cérébral afin d'examiner les TBI.

L'impulsion laser est envoyée à travers le "tissu cérébral" sous le microscope tandis qu'une caméra à grande vitesse - enregistrant 270, 000 images par seconde - capture le laser créant une bulle, la rupture des bulles et les dommages que cela cause aux neurones du rat. "Nous imaginons les neurones affectés avant et immédiatement après la blessure, " dit Estrada.

L'importance du travail du groupe est que, bien que les études post mortem aient commencé à montrer des différences dans la pathologie cérébrale - comme les cicatrices astrogliales (cellules gliales en forme d'étoile) - entre les patients exposés à une lésion par souffle et ceux avec un TCC contondant, la manifestation des blessures au fil du temps n'est toujours pas bien comprise. « Notre travail, en utilisant le modèle simplifié de culture de bulles et de neurones, vise à commencer à combler le fossé entre la mécanique des lésions blastiques et les dommages cellulaires, " dit Estrada.

Bien que les résultats soient au stade préliminaire, "jusque là, nous avons constaté que le rayon maximal de la bulle est presque identique à la zone de fragmentation des neurones immédiatement après la blessure, " a-t-il ajouté. " Cela contraste avec une étude précédente de notre groupe qui s'est concentrée sur les commotions cérébrales, ou émoussé, TBI par compression uniaxiale des neurones, qui a constaté que la blessure était répartie sur des cultures entières plutôt que localisée dans une zone. »

Au niveau des candidatures, la méthode du groupe leur permet de voir l'historique des lésions des cellules dans les cultures - avant et juste après la lésion avec la fluorescence des cellules vivantes, lors de blessures avec imagerie à haute vitesse, puis manifestation de blessure à des moments ultérieurs via immunocoloration. « La quantification de l'historique des lésions temporelles est essentielle pour comprendre, diagnostiquer, et travailler vers un traitement informé du blast TBI, " Estrada a noté. "Nous espérons que c'est une étape positive vers ces fins."