Suche nach neuartigen biologischen Phänotypen bei Migränepatienten, die gegen Behandlungen resistent sind (SPHERA_WP1_2)

Das High-Density-Elektroenzephalogramm (HD-EEG) und die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) sind als leistungsstarke Mittel zur nichtinvasiven Untersuchung von Gehirnkonnektivitätsmerkmalen bei Migränepatienten weit verbreitet.

Beide ermöglichen die Aufzeichnung der Gehirnaktivität mit hoher räumlicher Auflösung. HD-EEG trägt auch zu einer hohen zeitlichen Auflösung bei, während fMRT zur präzisen Beurteilung tiefer kortikaler und subkortikaler Bereiche beiträgt, die für die Pathophysiologie der Migräne relevant sind.

Ziel der Studie ist es, Veränderungen der funktionellen Konnektivität im Ruhezustand bei Patienten zu bewerten, die sich einer präventiven mAbs-Behandlung mittels HD-EEG und fMRT unterziehen. Diese Ergebnisse werden die Identifizierung einer Multibiomarker-Panel-Signatur von Migränepatienten ermöglichen, die sich gegen gezielte präventive Behandlungen weigern, und möglicherweise andere molekulare Angriffspunkte für therapeutische Ansätze aufdecken.

STUDIENDESIGN:

Diese Studie ist Teil des SPHERA-Projekts, das vom italienischen Gesundheitsministerium gefördert wird (GR-2021-12372429). Die Patienten werden aus denjenigen eingeschrieben, die die Ambulanz des IRCCS Mondino Institute (Pavia) und die Neurologieabteilung der Universität L'Aquila (Avezzano) besuchen.

Die Forscher werden klinische Daten sammeln und neurofunktionelle Profile von Migränepatienten zu Studienbeginn (T0) und nach dreimonatiger mAbs-Behandlung (T3) erstellen.

METHODEN:

Alle Patienten werden einer Funktionsbewertung im Ruhezustand mittels High-Density-EEG unterzogen und eine Untergruppe von 40 Patienten wird auch parallel zur fMRT zu Studienbeginn untersucht.

- HD-EEG: Die Forscher erfassen nach dem Zufallsprinzip 4 Aufnahmen (jeweils 6 Minuten) im Ruhezustand, 2 mit geöffneten Augen und 2 mit geschlossenen Augen. Die Forscher werden die folgenden Frequenzbänder berücksichtigen: Delta (1–4 Hz), Theta (4–8 Hz), Alfa (8–13 Hz), Beta (13–30 Hz), Gamma (30–80 Hz).

Die Erfassungsparameter sind: Hochpass: 0,5 Hz; Tiefpass: 100 Hz; Kerbe: 50 Hz. Zur Analyse von HD-EEG-Daten werden die Forscher eine maßgeschneiderte Analysepipeline verwenden, die zuvor entwickelt und validiert wurde, um neuronale Quellen aus kortikaler/subkortikaler grauer Substanz zu rekonstruieren (Semprini, 2021). EEG-Signale werden bandpassgefiltert (1–80 Hz) und auf 250 Hz heruntergesampelt. Biologische Artefakte werden mithilfe der Independent Component Analysis (ICA) zurückgewiesen. EEG-Signale werden mit einer angepassten Version der Reference Electrode Standardization Technique (REST) ​​referenziert (Mantini, 2007). Eine Matrix schätzt die Beziehung zwischen den gemessenen Kopfhautpotentialen und den Dipolen, die den Gehirnquellen entsprechen. Die Quellenrekonstruktion wird mit dem exakten Algorithmus der elektromagnetischen Gehirntomographie (eLORETA) mit niedriger Auflösung durchgeführt.

- Ruhezustands-fMRT: ICA wird auf Ruhezustands-fMRT angewendet, um die RSNs zu charakterisieren. Für jedes Subjekt und für jeden identifizierten RSN wird die mittlere funktionale Konnektivität berechnet. Eine Seed-basierte Komponentenanalyse wird angewendet, um eine Karte des gesamten Gehirns zu erhalten, um die Stärke der Konnektivität jedes Voxels des Gehirnbildes mit der interessierenden Region (Seed) zu beschreiben. Die Auswahl der Interessenregion erfolgt auf der Grundlage der verfügbaren Literatur und früherer Erfahrungen.