QoL a kognitivní funkce u pacientů s hypoparatyreózou (MR-hypoPT)

Hypoparatyreóza (HypoPT) je onemocnění s nedostatečnou produkcí parathormonu (PTH) z příštítných tělísek vedoucí k hypokalcémii. Nejběžnější formou je pooperační hypoPT v důsledku operace krku s odstraněnými nebo poškozenými příštítnými tělísky. Postchirurgická hypoPT má v Dánsku prevalenci 22/100 000 obyvatel. Nechirurgická HypoPT je nejčastěji způsobena mutacemi v různých genech nebo na autoimunitním podkladu, prevalence nechirurgické HypoPT je v Dánsku 2,3/100 000 obyvatel. Pokud je genová mutace v genu GNAS nebo před lokusem komplexu GNAS, způsobuje PseudoHypoPT (PHP), který je charakterizován rezistencí cílových orgánů vůči PTH, což také vede k hypokalcémii a hyperfosfatémii jako u pooperační a nechirurgické HypoPT, ale v tomto případ s vysokými nebo normálními hladinami plazmatického PTH. PHP je velmi vzácné onemocnění s prevalencí 1/100 000 obyvatel v Dánsku.

Jiní a výzkumníci již dříve prokázali, že HypoPT a/nebo hypokalcémie mohou ovlivnit kvalitu života (QoL). Ve většině případů se závažné symptomy a nálezy zmírnily nebo vymizely, když se hladiny vápníku v plazmě vrátily do normálu, ale jak ukázaly některé z výše uvedených studií, snížená QoL je stále přítomna navzdory normálním hladinám vápníku. Symptomy jsou popisovány jako drobné kognitivní poruchy (MCI), se zmatkem, zapomnětlivostí a nedostatkem soustředění a mentální jasnosti. Dalším důležitým nálezem u některých pacientů s HypoPT jsou kalcifikace bazálních ganglií popsané v několika kazuistikách, jejichž znalosti o původu a významu jsou zatím omezené. U pacientů s PHP bylo dříve popsáno, že mají vyšší riziko kalcifikací čočky a podkožních kalcifikací, a proto mohou být také vystaveni vyššímu riziku kalcifikace v mozku.

Tradičně se předpokládá, že dostupnost kyslíku v mozkové tkáni závisí na regionálním průtoku krve mozkem (CBF). V souladu s tím se očekává, že okysličení mozku naruší funkci mozku pouze v případech, kdy je CBF kriticky snížena, cerebrální ischemie. Nedávno se ukázalo, že toto paradigma je chybné: Zatímco CBF určuje dodávku kyslíku, mikroskopická distribuce průtoku krve kapilárním řečištěm určuje rozsah, v jakém může být tento kyslík extrahován tkání. Ve skutečnosti se kapilární průtokové vzorce mohou natolik narušit, že metabolické potřeby mozkové funkce a přežití již nemohou být uspokojeny – ačkoli CBF zůstává nenápadný. Kapilární dysfunkce označuje tento přehlížený zdroj hypoxie: Stav, ve kterém se modely kapilárního toku nemohou homogenizovat, což vede ke vzniku tkáňové hypoxie, oxidačního stresu, lokálního zánětu a – pokud je závažná – dlouhodobé neurodegenerace. Vyšetřovatelé předpokládají, že symptomy pacientů s HypoPT představují různé stupně kapilární dysfunkce, která narušuje jejich mozkovou funkci.

Účelem studie je zjistit, zda jsou pacienti s HypoPT postiženi kapilární dysfunkcí, což je stav, kdy poruchy kapilárního toku narušují okysličení mozku.

Hypotéza vychází ze zjištění, že mozkové kalcifikace podobné těm, které byly nalezeny v HypoPT, jsou pozorovány u familiární idiopatické kalcifikace bazálních ganglií (IBGC), což je onemocnění mozkových pericytů. Pericyty jsou lokalizovány v bazální membráně kapilár, kde udržují funkci hematoencefalické bariéry (BBB) ​​a – v těsné interakci s endoteliálními buňkami – bazální membránu a integritu kapilární stěny. Jsou kontraktilní a podílejí se na regulaci průtoku krve. Řídí přenos imunitních buněk přes cévní stěnu a mají funkce kmenových/progenitorových buněk. Jako takové hrají klíčovou roli při opravě tkání, jizvení a fibróze a spolu s endoteliálními buňkami mají zdánlivě potenciál stát se buňkami tvořícími kost.

Pericyty (nyní označované jako „nástěnné buňky“) se vyznačují několika membránovými proteiny, z nichž jeden (SLC9A3R1 - nosič solute rodina 9, izoforma A3, regulační faktor 1, také známý jako EBP50, NHERF) se váže na receptor parathormonu 1 ( PTH1R) na jedné straně a na receptor β (PDGFβ) růstového faktoru odvozeného z plazmy (PDGF) na straně druhé, což zvyšuje jeho aktivitu. Fyziologická role těchto receptorů je špatně pochopena. Receptory pro PTH a protein související s parathormonem (PTH-rP) byly pozorovány jak v pericytech, tak v buňkách hladkého svalstva různých typů tkání, zatímco PTH-rP je exprimován v endotelu a působí jako vazodilatátor. Existuje tedy důvod se domnívat, že funkce kapilárních pericytů – a tedy i vzory kapilárního toku – by mohly být u HypoPT změněny.

Vyšetřovatelé vyvinuli kontrastní metodu založenou na zobrazování magnetickou rezonancí (MRI) k detekci poruch mikrovaskulárních vzorců průtoku v lidském mozku a prokázali, že znalost těchto vzorců průtoku - jak je indexována heterogenitou kapilárního tranzitního času (CTH) - nám umožňují lépe předpovídat účinnost extrakce kyslíku, jak je stanovena pozitronovou emisní tomografií (PET) se zlatým standardem. Výzkumníci nyní našli abnormální vzory mikrovaskulárního průtoku u pacientů s Alzheimerovou chorobou (AD) nebo mírnou kognitivní poruchou (MCI) ve srovnání se zdravými, věkově odpovídajícími kontrolami bez kardiovaskulárních rizikových faktorů a prokázali, že stupeň kapilární dysfunkce koreluje s jejich kognitivní poruchou. . Výzkumníci našli podobnou korelaci v jiné kohortě pacientů s AD a naposledy detekovali kapilární dysfunkci u pacientů s pozdní depresí ve srovnání s kontrolami. Vzhledem k těmto zjištěním a podobnosti mezi symptomatologií HypoPT a depresí nyní výzkumníci navrhují použít naši metodu MRI na pacienty s HypoPT a kontroly odpovídající věku a pohlaví, aby se zjistilo, zda lze detekovat kapilární dysfunkci a zda závažnost symptomů napříč pacientů koreluje se stupněm kapilární dysfunkce v určitých oblastech mozku.

Cílem je vyšetřit kognitivní funkce u pacientů s pooperační, nechirurgickou a pseudoHypoPT pomocí neuropsychologického vyšetření a MRI. Metoda MRI založená na kontrastu bude aplikována na pacienty s HypoPT a na věkově a genderově odpovídající kontroly, aby se zjistilo, zda lze detekovat kapilární dysfunkci a zda závažnost symptomů u pacientů koreluje se stupněm kapilární dysfunkce v určitých oblastech mozku.

Vyšetřovatelé předpokládají, že symptomy pacientů s HypoPT představují různé stupně kapilární dysfunkce, která narušuje jejich mozkovou funkci.

Metody:

MRI skeny: Vyšetřovatelé plánují získat následující MRI sekvence:

1. Dynamická susceptibilní kontrastní perfuzní MRI bude použita pro měření kapilární funkce a regionálního průtoku krve a objemu, jak je odhadnuto naším parametrickým přístupem.
2. Pro další charakterizaci mikrocirkulace bude získána funkční MRI v klidovém stavu. Tuto sekvenci lze získat v kombinaci s perfuzním skenem, a proto vyžaduje velmi málo času navíc.
3. Pro odhad hyperintenzity bílé hmoty (WMH) a možných subkortikálních infarktů nebo lakun budou pořízeny snímky pro obnovení atenuované inverze (FLAIR).
4. Pro odhad mikrostrukturální integrity šedé a bílé hmoty (např. hustota dendritů a integrita dráhy bílé hmoty).
5. T1-vážená MRI bude využita pro přesnou morfologickou charakterizaci mozkových struktur, jako je hipokampus, bazální ganglia, kůra a hlavní trakty. Snímky s vysokým rozlišením navíc umožňují přesné mapování funkčních dat (perfuze, fMRI, DKI).

Neuropsychologické testování (NPT): Standardní baterie neuropsychologických testů se skládá z ověřených testů k posouzení kognitivních domén včetně verbální a vizuální paměti, pozornosti, jazyka, vizuoprostorového a exekutivního fungování.

Kognitivní baterie: Cogstate baterie pro hodnocení kognitivních funkcí u dospělých s mírnou kognitivní poruchou (MCI). Použité testy jsou D-KEFS: TrailMaking A a B, Verbal Fluency Test a Color-Word Interferenc Test. WAIS-IV: Kódování, vyhledávání symbolů, rozsah číslic a aritmetika. BVMT-R: zpožděné vyvolání a úplné učení. A konečně RAVLT: zpožděné vyvolání a úplné učení.

Dotazníky: SF36v2, index blahobytu WHO-5, dotazník symptomů a obecný dotazník o základních informacích, lécích a dietě a HPQ28.

Biochemie: Ionizovaný vápník, PTH, fosfát, hořčík, eGFR, kreatinin, vysoce citlivý CRP, 25-hydroxyvitamin D, kalcitriol a počet bílých krvinek. Neurozánět a systémové zánětlivé markery (prozánětlivé cytokiny) a 24hodinová moč.

Plán statistické analýzy: Rozdíl ve skupině bude zkoumán pomocí studentského T testu pro spojité proměnné a Pearsonova X^2 testu pro kategorické proměnné. Statistické mapy rozdílů v perfuzních parametrech mezi pacienty a kontrolami budou vypočteny pro každý povrchový vertex pomocí vertexového specifického obecného lineárního modelu s tloušťkou kortikální kůry, hyperintenzivní zátěží bílé hmoty ((WMHL) vyjádřené jako procento objemu hyperintenzity bílé hmoty z objemu celého mozku)) , věk a pohlaví jako kovarianty. Výzkumníci přidají kortikální tloušťku jako kovariát, aby zohlednili jakékoli systematické účinky kortikální tloušťky na měření perfuze, jako jsou efekty částečného objemu. Všechny statistické mapy budou omezeny na p=0,05 (neopravené a opravené). Všechny statistické testy pro MRI skeny se provádějí pomocí R verze 3.2.2 (The R Foundation for Statistical Computing) a SPM12 (Wellcome Trust Center for Neuroimaging) běžící na Matlab R2016a (MathWorks Inc). Další statistický test provede SPSS 24 (IBM, USA) Odůvodnění velikosti vzorku: V předchozí studii Eskildsen et al. metoda založená na kontrastní MRI byla aplikována na 18 pacientů s Alzheimerovou chorobou nebo MCI ve srovnání s 19 zdravými, věkově odpovídajícími kontrolami bez kardiovaskulárních rizikových faktorů a prokázala, že stupeň kapilární dysfunkce koreluje s jejich kognitivní poruchou. Výzkumníci našli podobnou korelaci v jiné kohortě pacientů s Alzheimerovou chorobou a naposledy detekovali kapilární dysfunkci u pacientů s pozdní depresí ve srovnání s kontrolami. Vezmeme-li v úvahu výše uvedené výsledky a velikosti kohort, vědci odhadli, že velikost našeho vzorku je dostatečná k tomu, aby ukázala, zda existuje korelace mezi kognitivní poruchou měřenou neuropsychologickým hodnocením a heterogenitou kapilárního tranzitního času.

Bezpečnostní a etnické hodnocení: Vyšetřovatelé budou dodržovat standardní operační postupy týkající se skenů MRI se zvýšeným kontrastem. Periferní žilní katétr bude použit pro podávání PET indikátorů a MRI kontrastu. Výsledkem může být mírná lokální bolest a hematom. Riziko infekce je zanedbatelné. Nejsou známa žádná rizika (ani krátkodobá ani dlouhodobá) související s MRI. Používá se kontrast gadolinium-chelát (Gd). Standardní dávka MRI kontrastu obsahujícího gadolinium (Gd) je 0,1 mmol/kg, ale v této studii bude použita až 0,3 mmol/kg.

Perspektivy: Pokud budou úspěšné a výsledky studie poskytují základ pro lepší pochopení kognitivních symptomů u HypoPT, je třeba zvážit další zkoumání účinků substituční terapie PTH na zkoumané ukazatele. Budoucím projektem by mohlo být provedení MRI skenování před a po injekci PTH, aby se zjistilo, zda lze detekovat změnu v heterogenitě kapilárního tranzitního času.