Autorregulación cerebral, perfusión cerebral y resultados neurocognitivos después de una lesión cerebral traumática (CAPCOG-TBI)

La lesión cerebral traumática (TBI, por sus siglas en inglés) no fatal es una de las principales causas de discapacidad en adultos, con un costo económico estimado de aproximadamente $40,6 mil millones para la población estadounidense. La calidad de vida de los supervivientes de una lesión cerebral traumática depende en gran medida del grado de recuperación cognitiva después de la lesión. Es de destacar que alrededor del 65% de los sobrevivientes de lesiones cerebrales traumáticas (LCTm) de moderadas a graves continúan experimentando síntomas cognitivos que incluyen deterioro de la memoria, velocidad de procesamiento lenta y capacidad de atención deficiente años después de la lesión, con una amplia variabilidad individual. Los estudios epidemiológicos también sugieren que la TBI es un factor de riesgo para la enfermedad de Alzheimer (EA) y las demencias relacionadas con la EA (ADRD). Una mayor comprensión de los mecanismos fisiopatológicos por los cuales la TBI contribuye al deterioro cognitivo progresivo/demencia es una importante prioridad de investigación para los NIH.

Aunque el TBI y la ADRD tienen etiologías diferentes, cada vez hay más evidencia que indica que la disfunción cerebrovascular ocurre tanto en el TBI como en la ADRD. La alteración de la autorregulación cerebral (CA) y la hipoperfusión cerebral están bien documentadas después de un TCE agudo, que se asocian con resultados funcionales desfavorables a los 6 meses. Nuestros estudios recientes y otros que utilizan enfoques hemodinámicos y de imágenes multimodales han demostrado que la alteración de la CA y la hipoperfusión cerebral también ocurren en la TCE crónica años después de la lesión y se asocian con un rendimiento cognitivo deficiente. La Cumbre ADRD de 2019 pidió más estudios para comprender las contribuciones vasculares al deterioro cognitivo progresivo/demencia después de una lesión cerebral traumática y desarrollar enfoques de diagnóstico no invasivos. Quedan por abordar las siguientes preguntas importantes: 1) ¿Cuál es el impacto de la disfunción cerebrovascular después de un TCE agudo en los resultados cognitivos a corto y largo plazo? 2) ¿Cuál es la relación temporal entre la recuperación de la función cerebrovascular y el resultado cognitivo después de un TCE? y 3) ¿Existe una relación entre los cambios en la función cerebrovascular y la neurodegeneración post-TCE según lo evaluado a través de cambios en el volumen cerebral y la integridad axonal?

El objetivo general de esta propuesta es determinar si la disfunción cerebrovascular aguda, subaguda y crónica medida por CA y perfusión cerebral después de msTBI se asocia con resultados cognitivos y neurodegeneración después de 12 meses. Presumimos que el grado de disfunción cerebrovascular evaluado durante la etapa aguda (<1 semana después de la lesión) y su mala recuperación durante el primer año se asocian con malos resultados cognitivos, pérdida de volumen cerebral y daño axonal a los 12 meses después de la lesión. Proponemos un estudio longitudinal con 100 adultos que sufrieron un único TBIm19 y 30 controles con traumatismo ortopédico únicamente. El resultado cognitivo primario es la puntuación compuesta de líquidos de la NIH Toolbox Cognitive Battery (NIH_TB) 12 meses después de la lesión. Los resultados clínicos secundarios incluyen el Glasgow Outcome Score-Extended (GOSE) y la calidad de vida de la lesión cerebral traumática (TBI-QOL). La pérdida de volumen cerebral y la integridad axonal se evaluarán mediante resonancia magnética. Nuestro equipo tiene conocimientos complementarios y experiencia en investigación en atención clínica de TBI, resultados cognitivos después de una TBI, envejecimiento/demencia, fisiología cerebrovascular y neuroimagen para llevar a cabo este proyecto con éxito.

Objetivo 1: determinar las asociaciones de la disfunción cerebrovascular evaluada durante la etapa aguda de la lesión cerebral traumática (<1 semana después de la lesión) con el resultado cognitivo al año. Mediremos la CA dinámica y la perfusión cerebral utilizando enfoques multimodales no invasivos, incluida la ultrasonografía dúplex 2D para el flujo sanguíneo cerebral (FSC), el Doppler transcraneal (TCD) para la velocidad del FSC (CBFV), la espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS) para el tejido cerebral regional. oxigenación y fotopletismografía arterial del dedo para medir la presión arterial (PA) latido a latido. La CA se cuantificará mediante cambios dinámicos en ABP y CBFV y oxigenación del tejido cerebral. Presumimos que el grado de disfunción cerebrovascular durante la etapa aguda de la lesión cerebral está inversamente asociado con 1) el rendimiento cognitivo y 2) la puntuación GOSE y TBI-QOL 1 año después de la lesión.

Objetivo 2: determinar las asociaciones temporales entre la recuperación de la función cerebrovascular y los resultados cognitivos después de una TCEm. La CA dinámica y la perfusión cerebral se medirán a los 3, 6 y 12 meses después de la lesión. Presumimos que el grado de recuperación de la función cerebrovascular después de una lesión cerebral traumática se asocia temporalmente con 1) resultados cognitivos y 2) la puntuación GOSE y TBI-QOL 1 año después de la lesión.

Objetivo 3: determinar las asociaciones temporales de la disfunción cerebrovascular aguda y su recuperación con los biomarcadores de imagen de neurodegeneración después de una TCEm. Realizaremos estudios de resonancia magnética de última generación de la estructura y función del cerebro a los 3 meses y 12 meses después de la lesión. Los biomarcadores de imágenes cerebrales incluirán volúmenes cerebrales completos y regionales y la integridad axonal de la sustancia blanca. Nuestra hipótesis es que la gravedad de la disfunción cerebrovascular aguda y su mala recuperación están asociadas con la pérdida de volumen cerebral y el daño axonal, y que las asociaciones entre la disfunción cerebrovascular y el resultado cognitivo después de una lesión cerebral traumática están mediadas por los cambios estructurales del cerebro.

Los hallazgos de este estudio mejorarán nuestra comprensión de las contribuciones cerebrovasculares a los resultados cognitivos y funcionales después de una lesión cerebral traumática. Este estudio también proporcionará el conocimiento que se necesita con urgencia sobre posibles terapias farmacológicas y no farmacológicas dirigidas a la función cerebrovascular para mejorar la cognición y retardar la neurodegeneración después de una lesión cerebral traumática.