Myelin-Bildgebung bei erschütterten High-School-Fußballspielern

Das Fehlen hochempfindlicher klinischer Neuroimaging- und neuropsychiatrischer Marker für subtile Veränderungen aufgrund von mTBI macht es schwierig, die Schwere der Verletzung zu charakterisieren und die Ergebnisse vorherzusagen. Sowohl myelinisierte als auch nicht myelinisierte Bahnen der weißen Substanz im Gehirn sind anfällig für Schäden durch Aufprallbeschleunigungskräfte, die während eines SHT auftreten,5-7, und es gibt Hinweise darauf, dass bei mTBI eine erhebliche Verletzung der weißen Substanz und ein Myelinverlust auftreten. Darüber hinaus kann dieser Schaden chronisch sein und die neuronale Verarbeitungsgeschwindigkeit und kognitive Funktion negativ beeinflussen. Herkömmliche anatomische und funktionelle MRT-Bildgebungssequenzen umfassen klinische Sequenzen wie traditionelle T1- und T2-Sequenzen, fluidattenuated inversion recovery (FLAIR), dreidimensionales (3D) magnetisierungspräpariertes schnelles Gradientenecho (MP-RAGE), diffusionsgewichtete Bildgebung ( DWI) und Gradienten-MRT. Während eine Reihe fortschrittlicher Bildgebungstechniken, insbesondere Magnetisierungstransfer, Diffusionstensor und quantitative T1- und T2-Bildgebung (MTI, DTI, qT1 bzw. qT2), früher zur Untersuchung der weißen Substanz bei neurochirurgischen Erkrankungen verwendet wurden, liefern diese Methoden nur indirekte, unspezifische Informationen in Bezug auf den Myelingehalt. Diese Modalitäten können zum Beispiel feststellen, ob eine Schwellung die Wasserbewegung beeinträchtigt, was auf einen Prozess hinweisen kann, der das Myelin beeinflusst, aber sie können keine spezifischen Informationen über die Menge an Myelin geben, die einen Nerv umgibt. Eine aufkommende Multikomponenten-Relaxometrietechnik, die als Multikomponenten-getriebene Gleichgewichts-Einzelpulsbeobachtung von T1 und T2 (mcDESPOT) bezeichnet wird, liefert eine voxelweise Schätzung im Bereich von 0 bis 1 für den Myelingehalt, wobei höhere Werte einen indirekten Marker für eine größere Myelinintegrität liefern. Zwei Studien haben erhöhtes Myelin nach einer Verletzung bei Fußball- und Eishockeyspielern gezeigt.8 DTI, das hauptsächlich Informationen über die Myelin-Axon-Bündel-Wechselwirkungen liefert, hat nach mTBI eine verringerte fraktionierte Anisotropie gezeigt, Myelin-Axon-Bündel-Wechselwirkungen haben nach mTBI eine verringerte fraktionierte Anisotropie gezeigt, was darauf hinweist, dass das vorhandene Myelin weniger organisiert ist.8 Durch die Kombination von mcDESPOT- und DTI-Ergebnissen ist es möglich, ein differenzierteres Bild des Remyelinisierungsprozesses nach mTBI zu erhalten. Im vorliegenden Programm schlagen die Forscher vor, die mcDESPOT-Sequenz gemäß den technischen Anforderungen des MRT-Herstellers dem MRT-Scanner hinzuzufügen. Obwohl die für mcDESPOT erhaltenen Sequenzen nahezu identische Sequenzen sind, die in der klinischen Praxis verwendet werden, sind die Flip-Winkel geändert, sodass sie nicht wie ein herkömmliches Bild gelesen werden können.

Vielmehr müssen die Daten von einem Computer nachbearbeitet werden, um Myelininformationen ableiten zu können. Die mcDESPOT-Sequenzen sind von der FDA zugelassen und stellen kein zusätzliches Risiko gegenüber herkömmlichen klinischen MRT-Sequenzen dar. Apolipoprotein E (ApoE) ist eine Proteinklasse, die am Stoffwechsel von Fetten im Körper beteiligt ist, und ist wichtig bei der Alzheimer-Krankheit und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Wie der Körper dieses Protein herstellt, ist im APoE-Gen genetisch kodiert. Eine Form dieses Gens, APoE-Allel 4 (APoE4), findet sich bei etwa 25 % der Bevölkerung, aber bei 60 % der Patienten mit Alzheimer-Demenz. Säuglinge mit diesem Allel zeigen auch in jungen Jahren eine verminderte Myelinisierung. Es wird postuliert, dass dieser Defekt die Fähigkeit des Gehirns zur Myelinisierung und Remyelinisierung beeinträchtigt, was zu einer verringerten oder desorganisierten Myelinisierung führt, was dann zu einem erhöhten Risiko für die Entwicklung einer Demenz führt. Diese Studie zielt darauf ab, auf vorläufigen Daten aufzubauen, die vom Hauptprüfarzt (PI) gesammelt wurden und eine erhöhte, aber desorganisierte Myelinbildung bei College-Fußballspielern zeigen, indem diese Ergebnisse in einer größeren Population bestätigt und reproduziert werden. Diese Studie wird auch die Komponente des Gentests für das APoE4-Allel hinzufügen, um festzustellen, ob es ein Untersegment der Studienpopulation gibt, das nach mTBI und nachfolgenden Befunden in den Forschungsscans einem erhöhten Risiko für Hirnverletzungen ausgesetzt sein könnte. Die Ergebnisse der mcDESPOT- und Gentests werden auch mit den routinemäßigen Ergebnissen der neuropsychologischen Gehirnerschütterungsbewertung korreliert.