Studio pilota sulla valutazione non invasiva del ferro epatico e miocardico mediante risonanza magnetica (MRI) T2* in pazienti con sovraccarico di ferro

Le misurazioni quantitative del ferro epatico e cardiaco mediante MRI T2* in respiro singolo ci permetteranno di determinare il valore di questa tecnica come metodo non invasivo per monitorare il contenuto di ferro epatico e cardiaco. Ottenendo le misurazioni di T2, saremo in grado di confrontare due diverse tecniche per la valutazione non invasiva del ferro. Per quanto riguarda il fegato, correleremo le misurazioni di T2* con il gold standard, LIC sulla biopsia epatica. Poiché non è possibile eseguire biopsie cardiache per valutare il grado di emosiderosi cardiaca, valuteremo le relazioni tra i valori di T2* cardiaco e la funzione diastolica sinistra e destra, la frazione di eiezione ventricolare sinistra, il volume telesistolico ventricolare sinistro e l'indice di massa ventricolare sinistra ottenuto mediante ecocardiografia e scansioni MUGA che vengono eseguite come parte della cura clinica di routine di questi pazienti. Al fine di stimare se i valori di T2* cardiaco sono clinicamente rilevanti, studieremo anche la relazione tra i valori di T2* e la necessità di farmaci cardiaci a causa dell'emosiderosi cardiaca. Le misurazioni di T2* cardiaco ed epatico saranno anche confrontate con le loro apparenze visive su immagini RM T2* al fine di indagare la relazione tra queste due valutazioni. La T2* cardiaca ed epatica e le loro rispettive manifestazioni visive sulle immagini RM T2* saranno confrontate con la ferritina sierica per valutare le potenziali relazioni tra queste misurazioni del sovraccarico di ferro.

I fantocci Amen T2* e T2 sono dispositivi che consentono la calibrazione delle misurazioni RM per il contenuto di ferro assoluto. I fantasmi sono provette riempite con soluzioni acquose o composti gel di materiali che imitano vari tempi di rilassamento dei tessuti (T1, T2 e T2*). I fantasmi sono comunemente usati nella risonanza magnetica quando si desidera la quantificazione. Il nostro fantoccio sarà costituito da una moltitudine di piccole fiale che saranno visibili nel piano di imaging. I tempi di rilassamento variano nelle diverse fiale del fantoccio e sono noti in modo molto accurato, in particolare i valori di T2 e T2*, che variano nell'intervallo fisiologico rilevante. In questo modo il fantoccio può essere utilizzato per calibrare i valori di T2* ottenuti dal cuore e dal fegato dei pazienti ed eventualmente essere correlato alle concentrazioni assolute di ferro.

Se accurata, la tecnica MRI T2* alla fine consentirebbe un metodo non invasivo di valutazione quantitativa dell'accumulo di ferro nel miocardio e nel fegato e potrebbe prevedere il grado di morbilità dovuto al sovraccarico di ferro. Questa nuova tecnica potrebbe migliorare notevolmente la cura dei nostri pazienti con sovraccarico di ferro offrendo un metodo pratico e privo di rischi per la valutazione del carico corporeo di ferro. Abbiamo in programma di applicare queste informazioni preliminari in studi futuri in questo settore. Alla fine prevediamo di utilizzare le misurazioni MRI T2* in studi longitudinali su pazienti con sovraccarico di ferro, sia per valutare il loro grado di carico di ferro sia per monitorare i trattamenti di terapia chelante.

Le applicazioni Amen Dark blood sono lo stato dell'arte nella risonanza magnetica cardiaca e comunemente applicate. Non vi è alcun rischio associato alla preparazione del sangue scuro. Il confronto delle misurazioni del sangue scuro e chiaro mostrerà se entrambe le sequenze producono risultati simili e se una tecnica è meno suscettibile al movimento cardiaco e agli artefatti associati, offrendo così una maggiore precisione e un errore minore nel calcolo di T2* e concentrazione di ferro.

Le informazioni sulla funzione cardiaca possono essere ottenute utilizzando tecniche di risonanza magnetica, tuttavia queste informazioni devono essere convalidate in diverse popolazioni, come i pazienti con sovraccarico di ferro. Se i dati RM mostrano un'elevata correlazione con l'ecocardiografia e i dati funzionali MUGA, potrebbero essere condotti protocolli successivi in ​​cui le informazioni funzionali possono essere ottenute con una misurazione RM, evitando così l'acquisizione di una scansione MUGA ed eliminando l'esposizione alle radiazioni, nonché semplificando il protocollo semplicemente aggiungendo alcune misurazioni aggiuntive a una scansione del ferro RM già programmata. L'esecuzione della misurazione cardiaca in alcuni pazienti utilizzando la tecnica MRI ci consentirà di espandere l'uso di questa tecnica per studi futuri e più ampi.

L'ipertensione polmonare provoca una progressiva disfunzione del ventricolo destro e gravi sintomi respiratori (per es., dispnea, ipossiemia, scarsa tolleranza all'esercizio, ecc.). L'associazione della deposizione di ferro nel miocardio e la sua relazione con l'ipertensione polmonare non è stata studiata. L'ipertensione polmonare è una complicanza prevalente tra i pazienti con malattie ematologiche, specialmente quelli con una componente emolitica dell'anemia. Poiché molti di questi pazienti sono trattati con trasfusioni di sangue e di conseguenza sviluppano un accumulo di ferro nel cuore, è giustificata l'indagine sull'associazione tra emosiderosi miocardica e ipertensione polmonare.

Infine, poiché si sa poco sul carico e scarico di ferro a livello cellulare e molecolare, proponiamo di eseguire analisi di microarray tissutale su campioni di biopsia epatica ottenuti da bambini con sovraccarico di ferro. Questo potente strumento aiuterà a identificare i geni sovra e sottoespressi nello scenario clinico del carico di ferro e successivamente nel contesto della mobilizzazione del ferro in questi pazienti sovraccarichi. Questo studio pilota ci permetterà di indagare le differenze nell'espressione genica da pazienti con sovraccarico di ferro lieve, moderato e grave, come determinato dal LIC quantitativo sulla biopsia epatica. Il nostro approccio consentirà la caratterizzazione dell'espressione genica e l'analisi di modelli che riflettono le risposte cellulari a diversi gradi di sovraccarico di ferro. Questo studio non otterrà controlli "fegato normale" dalla nostra popolazione, poiché i pazienti con anemia falciforme senza sovraccarico di ferro trasfusionale non hanno alcuna indicazione clinica per la biopsia epatica. Si spera, tuttavia, che i successivi protocolli terapeutici includano anche studi di microarray su campioni di biopsia epatica. In questo modo, l'attuale analisi di microarray fungerà da "linea di base" ei pazienti fungeranno da controlli per le differenze nell'espressione genica. Ciò sarà particolarmente importante per quei pazienti sottoposti a terapia chelante di successo che dovrebbe abbassare il LIC. Nel complesso, la comprensione degli eventi genetici e biochimici che regolano questi processi di carico e scarico del ferro potrebbe migliorare notevolmente la nostra capacità di trattare i pazienti in modo appropriato.