Misurazione della microglia attiva nella sclerosi multipla progressiva

Questo è uno studio pilota progettato per determinare il cambiamento specifico regionale e longitudinale nell'assorbimento di [11C]PK-11195 in soggetti con sclerosi multipla progressiva secondaria (SPMS). Diciotto soggetti con SPMS saranno arruolati nello studio di due anni. Data la ridotta dimensione del campione, è necessario un regime di trattamento stabile per controllare il potenziale effetto del trattamento. Inoltre, i soggetti devono essere in terapia da almeno 6 mesi per garantire che la misurazione rifletta la vera attività della malattia e non l'effetto del trattamento. Verranno arruolati tredici controlli sani (HC) di pari età. Il ruolo di HC è stabilire la variabilità o il "rumore" associato allo strumento (test-retest), che assicurerà che l'assorbimento PK misurato in qualsiasi momento nella SM sia biologicamente rilevante.

Questa proposta include anche un sottostudio per convalidare una metodologia di quantificazione non invasiva per PK-PET. Il metodo più rigoroso, o gold standard, per quantificare i dati PET si basa sulla misurazione della funzione di input arterioso. La misurazione della radioattività all'interno della circolazione arteriosa richiede l'incannulamento arterioso. L'incannulamento arterioso è considerato sicuro; tuttavia, è laborioso e spesso scoraggia i soggetti dalla partecipazione. La funzione di input derivata dall'immagine (IDIF) è un metodo per calcolare la funzione di input senza cannulazione dell'arteria utilizzando i dati di imaging. Sono ancora necessari studi su volontari di ricerca umana per confrontare i risultati ottenuti con il campionamento arterioso classico e l'IDIF. L'attuale studio convaliderà l'IDIF come sostituto del campionamento arterioso in questo contesto. Tutti i controlli sani saranno sottoposti a questo processo di convalida, che includerà il campionamento arterioso e venoso. Questa convalida è richiesta anche all'interno delle materie. Ai soggetti verrà data la possibilità di partecipare a questa fase di convalida.

Quantificazione assoluta di PK-PET (campione arterioso gold standard): i cateteri saranno posizionati nell'arteria radiale per caratterizzare la funzione di ingresso del plasma. Ciò consentirà di utilizzare un modello di input di plasma reversibile a due tessuti (2T4k). Il prelievo di sangue verrà acquisito utilizzando sia un dispositivo di prelievo di sangue continuo online sia manualmente a tempi discreti (5, 10, 15, 20, 30, 40, 50 e 60 minuti dopo l'iniezione). Il campionamento continuo sarà utilizzato per misurare le concentrazioni di attività del sangue intero, mentre il campionamento manuale discreto sarà utilizzato per calcolare la concentrazione plasmatica e stimare la frazione di metaboliti radioattivi mediante HPLC. La perdita di sangue totale è stimata in 8-10 cucchiai (120-150 ml, o circa un terzo della quantità che i volontari donano alla Croce Rossa quando donano il sangue). Per generare le funzioni di input del plasma, il rapporto tra i dati del plasma e il sangue intero sarà calcolato per ciascun campione di sangue manuale e adattato attraverso questi punti a un modello con una funzione a uno o due esponenziali. La correzione del metabolita sarà ottenuta moltiplicando la curva plasmatica per una funzione ottenibile da un fit alla frazione parentale misurata. Il sangue venoso sarà analogamente ottenuto per la correzione metabolica IDIF e utilizzato per la validazione rispetto al classico prelievo arterioso. Gli investigatori acquisiranno fino a 6 campioni venosi di 3 ml ciascuno con uno spurgo di 2 ml prima di ogni campione, per una perdita di sangue totale di 30 ml (un'oncia fluida, o circa il 6,67% dell'importo che i volontari donano alla Croce Rossa quando si dona il sangue).

Acquisizione ed elaborazione PET dinamica: i dati verranno acquisiti in modalità elenco per facilitare l'elaborazione a qualsiasi velocità di inquadratura dinamica.

L'immunità innata è riconosciuta come una delle principali cause di danno tissutale nelle malattie del sistema nervoso centrale (SNC). In questo studio i ricercatori quantificheranno in modo specifico il carico infiammatorio immunitario innato in una coorte di soggetti con sclerosi multipla secondaria progressiva (SPMS). La nostra ipotesi è che la risposta immunitaria innata sia intensificata nella SMPS rispetto ai controlli sani (HC) e questa attività aumenti nel tempo e si correli con la perdita e la disabilità neuronale in corso. Gli investigatori verificheranno questa ipotesi utilizzando tecniche di imaging molecolare altamente specifiche, in particolare PET, in combinazione con la risonanza magnetica ad alto campo. I ricercatori utilizzeranno il radiolegante PET [11C]1533; PK11195 che si lega alla proteina traslocatrice 18 kDa (TSPO) su macrofagi/microglia attivati. Gli investigatori correleranno l'assorbimento di [11C]PK11195 con misure convenzionali di infiammazione e integrità neuronale su risonanza magnetica ad alta risoluzione.

La SM è una malattia infiammatoria cronica del sistema nervoso centrale caratterizzata da infiltrati focali di cellule T e macrofagi associati alla demielinizzazione. Le cellule immunitarie innate primarie nella SM sono costituite da macrofagi/monociti infiltranti e microglia residente. Le cellule del sistema immunitario innato sono cellule effettrici che funzionano per causare lesioni al SNC sia attraverso effetti diretti sulle cellule vicine, come gli oligodendrociti, sia attraverso la generazione di mediatori proinfiammatori solubili che hanno effetti a distanza sulle cellule, come i neuroni. L'infiammazione immunitaria innata è quindi sufficiente a spiegare il danno focale e il danno diffuso. Nella maggior parte dei soggetti, la SM inizia come un decorso recidivante-remittente ma alla fine evolve in uno stato di progressivo declino della disabilità. Le lesioni demielinizzanti infiammatorie focali sono i reperti patologici predominanti nei soggetti con malattia recidivante, mentre il danno assonale diffuso con attivazione della microglia è stato trovato come il segno distintivo della malattia progressiva. degenerazione, o in risposta a segnali provenienti da altre cellule infiammatorie inclusi macrofagi e linfociti.

La microglia attivata e i macrofagi infiltranti esprimono il TSPO (precedentemente indicato come recettore periferico delle benzodiazepine) che può essere rilevato con il radioligando [11C]PK-111952.

La determinazione del significato di qualsiasi assorbimento di [11C]PK-11195 all'interno di una coorte di soggetti con SM richiederebbe una correlazione con gli HC per garantire che l'osservazione sia una misurazione valida dell'attività della malattia.

I soggetti con SM avranno anche due scansioni PET [11C]PK-11195 al basale (separate da 24 a 72 ore, test-retest) per misurare la variabilità intra-individuale correlata alla malattia e avranno scansioni successive a 6, 12 e 24 mesi. L'assorbimento basale test-retest [11C]PK-11195 PET tra soggetti con SM e HC sarà confrontato per garantire una variabilità minima correlata alla malattia e per garantire che la nostra linea di base e le successive misurazioni longitudinali nei soggetti con SM abbiano raggiunto un livello di significatività biologica. È richiesta una risonanza magnetica cerebrale di base per i soggetti con HC e SM. I soggetti verranno sottoposti a risonanza magnetica cerebrale a 6, 12 e 24 mesi.

Obiettivo: Obiettivo 1: Quantificare il livello di attività e il cambiamento dinamico del carico infiammatorio immunitario innato nel corso di due anni in una coorte di soggetti SPMS.

Obiettivo primario: Misurare il livello basale e il cambiamento dell'assorbimento da parte dell'intero cervello di [11C]PK-11195 a 6, 12 e 24 mesi nei soggetti con SPMS.

Obiettivi:

• Correlare la variazione del volume della lesione iperintensa in T2 a 6, 12 e 24 mesi con l'assorbimento dell'intero cervello di [11C] PK-11195 su PET (a 6, 12 e 24 mesi) in soggetti con SM.
• Per correlare il cambiamento delle misure convenzionali di MRI dell'integrità neuronale (frazione di materia grigia, frazione di materia bianca, volume dell'intero cervello, volume della lesione ipointense in T1) a 6,12 e 24 mesi con l'assorbimento PET dell'intero cervello di [11C]PK-11195 ( a 6, 12 e 24 mesi) nei soggetti con SPMS.
• Per correlare il cambiamento nell'assorbimento PET dell'intero cervello di [11C] PK-11195 (a 6, 12 e 24 mesi) e il livello di disabilità, misurato da un cambiamento nell'EDSS a 6, 12 e 24 mesi nei soggetti con SPMS.