Kombinace multiparametrické MRI a elektrofyziologie pro vývoj nových biomarkerů u onemocnění míchy (SPINE2)

Mícha je společným místem pro rozvoj několika neurodegenerativních neurologických poruch (spinální svalová atrofie nebo SMA, amyotrofická laterální skleróza nebo ALS, X-vázaná spinální bulbární svalová atrofie nebo SBMA). V různých poměrech tato onemocnění zahrnují axonální ztrátu velkých funiculi míšní bílé hmoty, jejich demyelinizaci a ztrátu motorických neuronů ventrálního rohu nebo motoneuronů šedé hmoty míchy. Nedostatek specifických biomarkerů těchto makro a mikroskopických poškození páteře ztěžuje diferenciální diagnostiku a sledování těchto onemocnění.

Techniky pro neinvazivní zkoumání lidského centrálního nervového systému, jako je zobrazování magnetickou rezonancí (MRI) a elektrofyziologie, jsou potenciálními nástroji k extrakci specifických biomarkerů poškození páteře. Zobrazovací techniky jsou však na úrovni páteře stále málo vyvinuté z technických (specifické antény), anatomických (velikost míchy, obratlů) a fyziologických důvodů (kardio-respirační pohyby). Nedávné pokroky v oblasti zobrazování míchy však umožnily získat kvantitativní data o ztrátě neuronů, axonální degeneraci a demyelinizaci u různých spinálních patologií, ať už degenerativních (ALS nebo SMA) nebo traumatických (SCI). Byly nalezeny korelace s klinickými údaji au pacientů s ALS byly změny v metrikách MRI v průběhu času paralelní s funkčním zhoršováním. Elektrofyziologické techniky se používají již dlouhou dobu, což vede k dobrým znalostem neurofyziologie lidské míchy. Kromě toho elektrofyziologie nepřímo poskytuje data v mikroskopickém měřítku, poskytuje informace o excitabilitě spinálních neuronových sítí a poskytuje odhad množství funkčních neuronů.

Kombinací těchto technik pro vyšetřování lidské míchy in vivo je cílem extrahovat nové biomarkery využívající jako studijní modely onemocnění míchy postihující rozdílně bílou a šedou hmotu (SMA, SBMA a ALS).

Nejprve budou provedeny nové metody difúzní MRI a modelování u zdravých jedinců k posouzení axonální hustoty a průměru vláken v bílé hmotě. Anatomické zobrazení T2 bude měřit geometrické parametry míchy, jako je její povrch a/nebo objem na dané úrovni obratle. Díky zobrazování sestrojíme metodami segmentace a zpracování obrazu atlas míchy, který umožní lokalizovat prostorově spinální atrofii u pacientů. Po této fázi ověřování bude provedena studie pacientů s použitím těchto nových technik MRI, navíc k těm, které již byly vyvinuty v laboratoři. Přínosem elektrofyziologie bude přesnější posouzení mikroskopického poškození. Kvantitativní data ze zobrazování a elektrofyziologie budou korelována s klinickými daty, aby se extrahovaly nejdůležitější biomarkery.

Tento projekt má tedy metodologický zájem tím, že navrhuje vývoj nových metod hodnocení lidské míchy na makro i mikroskopické úrovni. Tyto metody jsou založeny na vývoji technik vyvinutých na úrovni páteře, které jsou již použitelné na lidské patologie. Originální spojení zobrazování a elektrofyziologie nám také umožní dále analyzovat lidskou míchu, a to jak anatomicky, tak funkčně. Tento projekt má důležitou klinickou hodnotu pro extrakci biomarkerů u nemocí, kde není uspokojena potřeba diagnostiky, monitorování, prognózy a hodnocení nových terapií.