Resonancia magnética cerebral para OA de rodilla

Dolor crónico y artrosis de rodilla - contexto y brecha

El dolor crónico es una preocupación debilitante que puede afectar la salud, el empleo y el estilo de vida de las personas y ejerce una enorme presión sobre el sistema de atención médica. La prevalencia de la osteoartritis (OA) se estima en más de 650 millones en todo el mundo, y las personas con OA de rodilla representan el 80 % de la carga total (Cui et al. 2020). A nivel mundial, en 2017, la artrosis de rodilla tuvo una prevalencia de 263 086 500 y una incidencia de 12 888 400 (James et al. 2018). Un estudio reciente también encontró que entre el 19% y el 43% de los adultos de 40 años o más tenían marcadores de OA en la rodilla, detectados mediante resonancia magnética (MRI), pero eran asintomáticos (Culvenor et al. 2019). Se estima que más de 10 millones de canadienses tendrán artrosis de rodilla para el año 2040 (Bombardier et al. 2011), lo que contribuirá significativamente a los costes sanitarios de la artrosis de 1,45 billones (Bombardier et al. 2011; Sharif et al. 2017). Las personas que viven con artrosis de rodilla han identificado la gravedad del dolor y su impacto en la función como dos de los efectos más importantes de la enfermedad (Smith et al. 2014), que contribuyen a reducir la calidad de vida (Neogi et al. 2013). El dolor articular por OA no controlado se asocia con un mayor uso de atención médica, por lo tanto, mejorar el manejo del dolor por OA en Canadá puede resultar en un ahorro significativo en gastos de atención médica de hasta $ 488 mil millones (Bombardier et al. 2011). Se sabe que la experiencia del dolor y sus mecanismos asociados en personas con OA de rodilla son complejos, con alteraciones en la señalización del dolor (Fingleton et al. 2015) un factor importante en la susceptibilidad al desarrollo de dolor persistente (Carlesso et al. 2019). Los cambios en la sensibilización del sistema nervioso no se correlacionan necesariamente con los cambios en el dolor, lo que demuestra que intervienen otros factores que modulan el dolor, un proceso de arriba hacia abajo (Skou et al. 2016; Edwards et la. 2016). Curiosamente, entre el 10 y el 20 % de los pacientes con artrosis de rodilla continúan experimentando dolor intenso incluso después de un reemplazo total de rodilla, lo que indica que es probable que los mecanismos más allá de los que involucran las estructuras articulares contribuyan a un proceso de dolor complejo (Baker et al. 2007; Lundblad et al. 2008; Arroz et al. 2018). En una enfermedad en la que la articulación se ve como un órgano en falla (Loeser et al. 2012), la determinación del fenotipo es necesaria para dar sentido a la heterogeneidad. Específico de la osteoartritis (OA) de rodilla, el dolor se asocia con cambios en la estructura articular debido a inflamación (p. ej., sinovitis) (Dainese et al. 2022) o lesiones de la médula ósea (Aso et al. 2021), pero los mecanismos subyacentes no se conocen. completamente entendido (Gwilym et al. 2008).

Dolor nociceptivo, neuropático y nociplásico

En general, el dolor de origen conocido se clasifica en dos categorías según la causa: (i) nociceptivo: dolor causado por daño a un tejido corporal; (ii) neuropático: dolor causado por daño a un nervio o sistema nervioso. Sin embargo, el dolor crónico que está presente sin componentes nociceptivos o neuropáticos perceptibles se clasifica como dolor nociplásico (IASP 2022). Un estudio reciente de Kosek et al. (2021) desarrollaron una escala simple para el diagnóstico de dolor nociplásico para la evaluación clínica del dolor basada en i) la duración/regionalidad/tipo de dolor, ii) antecedentes de hipersensibilidad, iii) identificación de comorbilidad y iv) hipersensibilidad al dolor evocada (Kosek et al 2021 ). Como representación visual, el Michigan Body Map (MBM) ha sido validado como una herramienta rápida y confiable para que los pacientes identifiquen regiones corporales generales donde experimentan dolor crónico (Brummett et al. 2016). El MBM es una herramienta útil y sencilla para determinar si el dolor está localizado (es decir, dolor nociceptivo o neuropático probable) o generalizado (es decir, dolor nociplásico probable) (Brummett et al. 2016). Para abordar los mecanismos desconocidos del dolor crónico y el dolor que se presenta más allá de las lesiones nociceptivas o neuropáticas, la investigación se ha centrado en la teoría de la sensibilización central como un fenómeno del dolor nociplásico (Fitzcharles et al. 2021; Walsh 2021). El concepto de sensibilización central es que la disfunción en el sistema nervioso central produce hipersensibilidad a estímulos nocivos e inocuos (deb Boer et al. 2019; Neblett et al. 2013).

Métodos actuales para la evaluación del dolor nociplásico

Un método que se utiliza para examinar el dolor nociceptivo son los datos de resonancia magnética funcional (fMRI) para medir la firma del dolor neurológico (NPS) (Han et al. 2022; Wager et al. 2013). Los datos recopilados de las IRMf son la señal dependiente del nivel de oxígeno en la sangre (BOLD) del cerebro que está estrechamente relacionada con la activación neurofisiológica del cerebro, y la señal fluctúa según las propiedades diamagnéticas de la sangre desoxigenada y los cambios en el flujo sanguíneo y el volumen para activarse o desactivarse. partes del cerebro (Ogawa et al. 1990). Se ha demostrado que el NPS es una métrica sólida para evaluar cuantitativamente la activación del cerebro en respuesta al dolor (Han et al. 2022; Wager et al. 2013). Según el NPS, los seres humanos tienen varias regiones del cerebro con una participación clave en la interpretación del dolor nociceptivo que tienen una actividad proporcionalmente mayor o menor en relación con el dolor de un individuo (Wager et al. 2013). Se ha demostrado que el patrón de activación del NPS responde a diferentes formas de pruebas sensoriales cuantitativas (QST), como perturbaciones térmicas, mecánicas (Wager et al. 2013) y eléctricas (Choi et al. 2011; Rütgen et al. 2015). ).

En mujeres con dolor articular crónico, hay evidencia de adelgazamiento cortical relacionado con el dolor crónico que excede el del envejecimiento normal, especialmente en el hipocampo, el tálamo y la corteza cingulada anterior (de Kruijf et al. 2016). En el contexto de la OA, varios estudios han explorado los efectos de la OA de rodilla en los cambios de activación de la resonancia magnética funcional (López-Solà et al. 2022; Pujol et al. 2017; Yue et al. 2018; Zunhammer et al. 2018). En resumen, los estudios indican que la señal BOLD está elevada regionalmente en pacientes con artrosis de rodilla, pero puede reducirse con antiinflamatorios no esteroideos (López-Solà et al. 2022) y analgésicos (Yue et al. 2018). El dolor generalizado y el aumento de la sensibilidad al dolor generalizado con las anomalías cerebrales correspondientes se encuentran comúnmente en pacientes con artrosis de rodilla (Pujol et al. 2017), y estas anomalías cerebrales relacionadas con el dolor son distintas de los posibles sesgos psicológicos de los placebos (Zunhammer et al. 2018).

Para abordar los desafíos de identificar los mecanismos subyacentes del dolor y proporcionar resultados centrados en el paciente, nuestro grupo de investigación ha desarrollado un método de análisis para resonancia magnética funcional en estado de reposo (rsfMRI) e imágenes de tensor de difusión (DTI) que aplica un análisis personalizado. Con base en la investigación anterior que utilizó el NPS, esperamos encontrar alteraciones cerebrales regionales causadas por el dolor que podrían mejorar nuestra comprensión del dolor crónico que también son únicas para cada paciente con artrosis de rodilla. Con nuestro novedoso análisis, cada paciente con artrosis de rodilla tendrá sus datos de resonancia magnética en comparación con más de 88 controles emparejados por edad y sexo, y una metodología de puntuación Z puede identificar y cuantificar objetivamente las regiones anormales del cerebro. Esto se puede aplicar como un complemento a las pruebas clínicas de dolor y a los análisis de IRM grupales más estándar, como el NPS y las redes funcionales.

Si bien la resonancia magnética ha sido útil para indicar regiones cerebrales alteradas por el dolor, la inflamación y la excitotoxicidad pueden ser fisiopatologías subyacentes detrás del dolor nociplásico. Una posible vía mecánica es la de la quinurenina, que se ha relacionado con varias afecciones inflamatorias, que puede ser neuroprotectora si se metaboliza en ácido quinurénico pero neurotóxica si se metaboliza en ácido quinolínico (Savitz 2020; Schwarcz y Stone 2017). La quinurenina es un metabolito del triptófano y se detecta periféricamente mediante la prueba de aliento con 13C-triptófano (13C-TBT) (Teraishi et al. 2015). Aunque se ha investigado la quinurenina para la depresión (Teraishi et al. 2015), existe una superposición mecánica en los receptores de N-metil-D-aspartato (NMDA) entre el dolor crónico y la depresión (Savitz 2020; Teraishi et al. 2015; Brandl et al. 2022). Dos estudios metabolómicos de pacientes con OA encontraron concentraciones reducidas de triptófano (Abdelrazig et al. 2021; Van Pevenage et al. 2022), lo que forma la posibilidad de que las vías de la quinurenina puedan ser un bioindicador útil para la OA.

Nuestra solución para la evaluación del dolor nociplásico crónico

Este estudio propuesto será un examen cuantitativo del dolor nociplásico en pacientes con artrosis de rodilla. Por tanto, el objetivo principal de este estudio es determinar si el dolor crónico, más concretamente el dolor nociplásico crónico, provoca alteraciones neuroplásicas cerebrales. Se supone que las personas con dolor crónico localizado (OA-Rodilla) y dolor crónico generalizado (OA-Rodilla+Cuerpo) muestran una función cerebral anormal (p. ej., conectividad de red y complejidad del ROI) y una integridad microestructural reducida de la materia blanca del cerebro (p. anisotropía fraccional), que también estaría proporcionalmente asociada con la sensibilidad al dolor y el estado mental, en comparación con individuos de edad similar con artrosis de rodilla sin dolor crónico.

La cohorte de participantes se dividirá en tres grupos de pacientes: el grupo de control incluirá participantes con artrosis de rodilla pero sin dolor (osteoartritis sin dolor (OA-PF)), el primer grupo exploratorio incluirá participantes con artrosis de rodilla con dolor en la rodilla (OA-Rodilla), y el segundo grupo exploratorio, indicativo de dolor nociplásico crónico incluiría personas con OA de rodilla con rodilla y dolor corporal generalizado (OA-Rodilla+Cuerpo). Los participantes del grupo OA-Knee+Body serán representativos de los pacientes con dolor crónico que presentan dolor nociplásico según varias pruebas clínicas de dolor (p. ej., criterios de dolor nociplásico (Kosek et al. 2021), Michigan Body Map (Brummett et al. 2016) , rodilla y muñeca QST). El dolor corporal generalizado se determinará identificando el dolor en >3 regiones del cuerpo en el mapa corporal de Michigan y experimentando dolor en la prueba de presión del dolor en la rodilla y la muñeca. Este estudio está diseñado para adquirir datos de resonancia magnética funcional en estado de reposo (rsfMRI) e imágenes de tensor de difusión (DTI) al inicio y después del dolor inducido experimentalmente (es decir, prueba de gel de presión en frío (Lapotka et al. 2017)), y comparar los datos de resonancia magnética a los resultados de las pruebas clínicas de dolor. Los resultados exploratorios son examinar si existen diferencias entre los grupos neuroinflamatorios en función de los resultados de los datos de 13C-TBT.

Diseño del estudio

Se les pedirá a los participantes del estudio que completen una cita de evaluación por teléfono antes de la visita de recopilación de datos. Los posibles participantes serán notificados de nuestro estudio por su reumatólogo (es decir, el Dr. Adachi) y se comunicarán con el Dr. Danielli por correo electrónico si están interesados ​​en participar. Los posibles participantes luego se comunicarán con el Dr. Danielli para concertar una llamada telefónica para obtener el consentimiento verbalmente y realizar las preguntas de evaluación para determinar la elegibilidad. La visita de selección durará unos 30 minutos con el Dr. Danielli. Como parte del proceso de selección, se les pedirá a los posibles participantes que completen los Criterios de dolor nociplásico (Kosek et al. 2021), el cuestionario DSM-V sobre el trastorno por consumo de alcohol, proporcionen información demográfica (es decir, tener un reclutamiento equilibrado por edad y sexo) y identificar las posibles contraindicaciones de la resonancia magnética. Si alguien es elegible para participar, se reservará una cita para la visita de estudio de recopilación de datos. Todos los posibles participantes habrán sido diagnosticados con artrosis de rodilla por su reumatólogo y la visita de selección se realizará para categorizar a los participantes en uno de los tres grupos de estudio y programar de manera eficiente una visita de recopilación de datos.

Se obtendrá el consentimiento informado por escrito de acuerdo con la Declaración de Helsinki de la Asociación Médica Mundial antes de cualquier recolección de datos en la visita de estudio de recolección de datos. Todos los participantes recibirán los mismos protocolos de recogida de datos. Dependiendo de la preferencia de los participantes, la evaluación y los datos se recopilarán en el Centro de Investigación de Imágenes (IRC) en St. Joseph's Healthcare Hamilton o en el Departamento Conjunto de Imágenes Médicas (JDMI) en el Hospital Toronto Western. Los cuestionarios (es decir, la Escala de Depresión, Ansiedad y Estrés (DASS42) (Crawford et al. 2003), Dolor de Osteoartritis Intermitente y Constante (ICOAP) (Hawker et al. 2008; Hawker et al. 2011) y el Inventario Breve del Dolor (BPI) (Cleeland et al. 1991)), y los participantes también tendrán pruebas de umbral de dolor por presión en la muñeca y la rodilla; estos tardarán unos 15 minutos en completarse. Las adquisiciones de IRM de referencia y secundaria tardarían unos 45 minutos cada una. Los participantes tendrán de 5 a 10 minutos entre las sesiones de resonancia magnética para tomar un descanso y estirar las piernas. La visita de estudio de recolección de datos durará aproximadamente 2 horas.