Desmielinización y remielinización en la esclerosis múltiple (EM) detectada por PET-TC de amiloide cerebral

La esclerosis múltiple (EM) es una enfermedad autoinmune que afecta al sistema nervioso central con la consiguiente aparición de diversos síntomas sensoriales, motores, esfínteres y, en ocasiones, cognitivos. Se caracteriza por la presencia de infiltrados inflamatorios linfomonocíticos, desmielinización, daño axonal, activación de la inmunidad innata, astrogliosis y remielinización. En los últimos años la Resonancia Magnética (RM) ha avanzado enormemente en el diagnóstico y seguimiento de los pacientes, destacando las lesiones encefálicas y medulares, su número y carga lesional relativa, la localización y afectación cortical así como la presencia de sangre. -alteraciones de la barrera cerebral en estadios más tempranos de la enfermedad, asociadas a la activación de la inmunidad adquirida con posterior daño inflamatorio.

Las placas de desmielinización tienen en su borde exterior una pared delgada de células microgliales que contienen hierro que pueden detectarse mediante técnicas y secuencias de resonancia magnética de susceptibilidad magnética de alta resolución. Tales placas, conocidas por los neuropatólogos como placas 'latentes', se caracterizan por una periferia que se ensancha concéntricamente causando daño neuronal y de mielina mientras que en el centro de la lesión se completa el proceso de pérdida de mielina. Las placas latentes, más frecuentes en las formas progresivas de la enfermedad, son peculiares de la EM en comparación con otras enfermedades desmielinizantes y se asocian con un significado pronóstico negativo.

La Tomografía por Emisión de Positrones (PET) es una técnica que permite analizar in vivo el metabolismo de ciertos componentes del sistema nervioso central, como las neuronas y la glía, y, en casos particulares, resaltar la función sináptica y las acumulaciones anormales de proteínas. En los últimos años, la PET se ha utilizado en la EM especialmente con fines de investigación: permite evaluar el grado de desmielinización y remielinización mediante el uso de trazadores de amiloide que se unen a la sustancia blanca, así como el grado de activación microglial o deterioro sináptico aplicando trazador particular radioisótopos (ligandos TPSO o la glicoproteína 2A de vesículas sinápticas). La combinación de RM y PET podría proporcionar información detallada no solo sobre el grado y extensión del deterioro del sistema nervioso, sino también sobre las poblaciones celulares más afectadas, sobre la actividad metabólica de las áreas encefálicas afectadas y sobre el grado de éxito del daño intentos de reparación.

El objetivo de este proyecto de investigación es estudiar, aplicando técnicas de RM y PET, una población de pacientes con EM progresiva (PMS) con un deterioro relativamente significativo y una población de pacientes con una forma remitente-recurrente de la enfermedad (EMRR) con un menor importante deterioro neurológico. El propósito es estudiar placas crónicamente activas o 'latentes', con técnicas de RM de susceptibilidad magnética y técnicas de PET con trazadores de amiloide, placas crónicamente inactivas y más recientes placas T2/Flair positivas, con o sin realce de contraste, para verificar y cuantificar su presencia y correlacionar su número, morfología y localización con el grado de discapacidad, el curso clínico, la evolución de la enfermedad y los datos de laboratorio, evaluando en cada caso la extensión del proceso de desmielinización y remielinización y el grado de activación de la inmunidad innata. Los datos obtenidos se procesarán y evaluarán para identificar las diferencias de MRI y PET en los distintos cursos de la enfermedad y para obtener información sobre las diferentes vías de desarrollo de la enfermedad en los pacientes.

Diseño del estudio Los pacientes inscritos se someterán a una resonancia magnética cerebral, una tomografía por emisión de positrones (PET) cerebral con marcador de amiloide y escalas de evaluación funcional en el momento del reclutamiento.

Todos los pacientes serán sometidos a evaluación clínica y diversas pruebas:

• Escala compuesta funcional EDSS y MS
• Mini-BESTest
• Prueba TUG, MSWS-12, Escala de equilibrio de Berg (BBS)
• La prueba de la clavija de nueve orificios (9-HPT) para la extremidad superior derecha e izquierda.
• Funciones cognitivas evaluadas por Brief International Cognitive Assessment for MS (BICAMS) y MMSE

Se realizarán análisis de laboratorio de marcadores séricos. Específicamente, las proteínas del citoesqueleto neuronal y glial (p. Nf-L, pN-FH, GFAP) como índices de daño cerebral (daño axonal y celular), serán considerados y cuantificados.

Los niveles de factores neurotróficos específicos (p. BDNF, GDNF) y citocinas (p. se determinarán TNFα, IL-6, IL-1β, interferón); hay evidencia de su implicación en la plasticidad sináptica, funciones cognitivas y motoras, y en los procesos neuroinflamatorios típicos de la EM.

Protocolo de resonancia magnética Los exámenes se realizarán en un escáner de resonancia magnética 3T utilizando una bobina de cabeza de 32 canales con secuencias optimizadas y armonizadas por la Red de Neurociencia del IRCCS.

Las secuencias que se adquirirán serán:

1. Imagen volumétrica sagital ponderada en T1 (MP-RAGE, resolución de 1 mm) para estudiar la morfología y la volumetría del encéfalo
2. Imagen volumétrica sagital ponderada T2-FLAIR (resolución de 1 mm) para la localización y contorno de lesiones
3. una secuencia de imágenes ponderadas por difusión (EPI, resolución de 2,5 mm, b=1000 y 2000 s/mm2, 30 direcciones por capa) para el estudio de la microestructura tisular y para la identificación de haces de sustancia blanca relevantes para la patología mediante tractografía
4. una secuencia de eco de gradiente multieco 3D para el mapeo de susceptibilidad cuantitativa (resolución de 1 mm, 8 ecos) para el estudio de la susceptibilidad local
5. una secuencia de estado de reposo fMRI (EPI, resolución de 3 mm, 200 volúmenes con una resolución temporal de 2,4 s) para el estudio de redes funcionales de estado de reposo.

Protocolo TEP

El estudio PET/CT se realizará mediante un protocolo de adquisición de tiempo dual:

- Adquisición temprana La adquisición temprana comienza con el paciente ya posicionado en la cama PET/CT y el acceso venoso disponible.

Se realiza una tomografía computarizada de baja dosis para la corrección de la atenuación, se inicia la adquisición de PET en modo lista y un par de segundos después del inicio se administran 300 MBq de 18F-Florbetaben seguido de lavado con 10 ml de solución salina.

La adquisición anticipada tendrá una duración de 30 minutos.

- Adquisición tardía Se realiza una tomografía computarizada de baja dosis para corregir la atenuación y la localización anatómica, seguida de una adquisición de PET en modo lista de 20 minutos para que las imágenes se adquieran después de 90 minutos (tolerancia: +10 minutos) de captación del radiofármaco.

Todas las reconstrucciones PET tendrán las siguientes características:

• Matriz de 256 x 256, FOV 30 cm
• Algoritmo de reconstrucción 3D-OSEM con TOF y PSF y con correcciones estándar para decaimiento, atenuación, dispersión, tiempo muerto
• 8 iteraciones, 32 subconjuntos, filtro Gaussiano con FWHM de 5 mm. Los datos sin procesar estarán disponibles para posibles diferentes iteraciones, decididas a posteriori, para mejorar la calidad de la imagen.

Los pacientes no necesitan estar en ayunas o suspender las terapias actuales.

Evaluaciones de resonancia magnética y PET resonancia magnética

1. Estudio morfovolumétrico encefálico automatizado (Freesurfer), mediante adquisición de secuencias convencionales (T2w, FLAIR 3D, T1w-3D), armonizadas según protocolo RIN:

   1. espesor cortical;
   2. atrofia cerebral global;
   3. carga de lesiones;
   4. Sustancia blanca de apariencia normal (NAWM).

2. Detección y estudio de lesiones crónicas "latentes" mediante la técnica QSM, que permite valoraciones tanto cualitativas como cuantitativas del grado de acumulación de hierro intralesional:

   1. Evaluación cualitativa:

      • Identificación de lesiones Rim+, definidas como "lesiones sin realce con borde perilesional hiperintenso", con núcleo iso-ipointense;
      • Cálculo del volumen global de lesiones Rim+ (en mm3), con posterior medición separada de core y Rim.

   2. Evaluación cuantitativa

      • cálculo de la susceptibilidad global de las lesiones Rim+ (expresada en ppb: partes por mil millones), en comparación con el valor de referencia del LCR;
      • cálculo de susceptibilidad de Rim y core, por separado.

3. Evaluación de lesiones activas valorando:

   1. Número de lesiones que muestran realce contrastográfico (evaluación cualitativa);
   2. Tipo de realce (nodular o de concha). Los distintos parámetros serán evaluados por tres operadores (radiólogos con experiencia en neurorradiología), con acuerdo de consenso y doble control a los 4 meses de la primera evaluación.

PET Se utilizará un protocolo ligeramente abreviado con una adquisición dinámica de 30 minutos inmediatamente después de la inyección de 18F-Florbetaben seguida de una adquisición diferida de 20 minutos (esta se realiza entre 90 y 110 minutos después de la inyección). El trazador se une a NAWM y, en menor medida, a las placas desmielinizantes activas, que se cuantificarán. Además, se utilizará una metodología objetiva semicuantitativa para obtener datos sobre el grado de desmielinización de los diferentes casos examinados mediante la comparación de los datos de la región de interés investigada con captación de NAWM y una captación de área de referencia.

En concreto, la semicuantificación prevista es un SUVr donde las ROI de captación son las lesiones presegmentadas por el neurorradiólogo en la RM (secuencias FLAIR y T1), mientras que para las ROI de referencia se evaluarán varias posibilidades: las ROI de captación contralaterales (i.e. en la sustancia blanca si aparentemente es normal en la RM), los puntos calientes de la sustancia blanca en la adquisición tardía, el promedio de la sustancia blanca con la exclusión de las ROI de captación. También se evaluará el perfil de captación dinámica desde la adquisición temprana, utilizando diferentes reconstrucciones temporales.

Esta evaluación semicuantitativa se llevará a cabo en colaboración con colegas de Medicina Nuclear y el Instituto Nacional de Física Nuclear de Génova, que tienen una amplia experiencia en el campo y han publicado recientemente métodos semicuantitativos para la evaluación de la investigación PET en la enfermedad de Alzheimer. .

Tamaño de la muestra

Este es un estudio exploratorio de correlación entre los hallazgos clínicos, de laboratorio, de resonancia magnética y de PET. Las consideraciones sobre el tamaño de la muestra se omiten en el estudio actual y pueden incluirse y perfeccionarse en futuros estudios de confirmación.

Resultados esperados El principal objetivo del estudio será verificar la presencia de correlaciones entre las imágenes PET y MRI indicativas de actividad inflamatoria crónica (placas latentes), de aparente ausencia de actividad inflamatoria (placas silenciosas sin borde microglial) o indicativas de inflamación más reciente. actividad, en áreas de realce de contraste o en áreas positivas T2/Flair de inicio no lejano.

Los datos de PET se correlacionarán con los parámetros de resonancia magnética convencional y con datos clínicos y de laboratorio. El hallazgo de correlaciones significativas respaldaría el papel de la PET como una herramienta útil para evaluar la desmielinización y la actividad de remielinización, que pueden ser características de una determinada fase de la enfermedad o incluso posiblemente de tipos específicos de pacientes individuales.

Se prestará especial atención al estudio de las lesiones crónicas teniendo en cuenta los prometedores resultados informados en estudios recientes que muestran la posibilidad de distinguir las lesiones silenciosas de las lesiones crónicas activas (denominadas "latentes") caracterizadas por un núcleo de desmielinización completa y una periferia con elementos microgliales/macrófagos activados. .

La presencia de este 'borde periférico' puede evaluarse cuantitativamente in vivo mediante secuencias de resonancia magnética QSM (Mapeo de Susceptibilidad Cuantitativa) con estudio de campo magnético 3T con buena confiabilidad en comparación con el correlato histológico.

La asociación y fusión de datos de imágenes de resonancia magnética estructural (relacionadas con áreas de desmielinización y depósitos de hierro) con datos de PET (relacionados con depósitos de amiloide) puede permitir identificar mejor, dentro de una cohorte de pacientes con lesiones desmielinizantes crónicas, lesiones de tipo latente donde la desmielinización el proceso aún está en curso y que, por tanto, además de indicar un factor predictivo del fracaso del proceso de remielinización, se correlacionan con una mayor duración de la enfermedad y un curso más progresivo.

La exploración dosimétrica PET/TC con 18F-Florbetaben está justificada por la relación riesgo/beneficio para el paciente. Tras la administración del radiofármaco, el paciente inevitablemente recibirá una cierta dosis de radiación. La actividad a administrar se fijó en 300 MBq, que está por debajo del límite superior de 360 ​​MBq, para obtener un examen PET de buena precisión diagnóstica con una dosis de radiación razonable.