Sviluppo e convalida di metodi MRI avanzati per applicazioni cliniche

Gli obiettivi di questo studio sono (1) Sviluppare e ottimizzare metodi di acquisizione per biomarcatori basati su MRI che sono indicativi della fisiopatologia del tumore cerebrale. Questi metodi includono, a titolo esemplificativo ma non esaustivo, DWI, CEST e risonanza magnetica con contrasto di suscettibilità dinamica (DSC) e DCE (Dynamic Contrast Enhanced); e (2) convalidare l'accuratezza DSC-MRI rispetto a uno standard di riferimento intravascolare. Studi sullo sviluppo: durante lo sviluppo di nuovi biomarcatori basati sull'imaging, è fondamentale ottimizzare i parametri di acquisizione, caratterizzare sistematicamente le prestazioni e il contrasto nella patologia di interesse, convalidare con l'istopatologia e stabilire la ripetibilità test-retest. Pertanto, il primo obiettivo di questo studio è sviluppare metodi avanzati di imaging pesato in diffusione (DWI), CEST e DSC/DCE-MRI per l'applicazione ai tumori cerebrali. L'Obiettivo 1 è uno studio monocentrico su un massimo di 60 soggetti condotto per esplorare e ottimizzare le firme di imaging indicative di stati tumorali funzionali alterati. Questi metodi avanzati di imaging consentiranno ai ricercatori di sondare i correlati neuropatologici del tumore, comprese le caratteristiche cellulari, i cambiamenti molecolari e metabolici e le caratteristiche vascolari. Rispetto all'imaging anatomico convenzionale esistente, i ricercatori ipotizzano che questi metodi sperimentali saranno in grado di caratterizzare meglio i tumori cerebrali e avranno il potenziale per fungere da nuovi biomarcatori di importanza diagnostica e terapeutica. L'approccio dei ricercatori riunisce informazioni biofisiche e fisiologiche ottenute dalla risonanza magnetica e le correla con diagnosi e risultati clinici. Convalida della DSC-MRI: nonostante il potenziale impatto della DSC-MRI sull'assistenza clinica, la sua integrazione su larga scala è stata lenta, in gran parte a causa della mancanza di consenso sulla metodologia e su come prevenire potenziali imprecisioni del CBV. Sebbene la DSC-MRI si basi sul presupposto che gli agenti di contrasto a base di gadolinio rimangano all'interno del lume vascolare, questa condizione è spesso violata in vivo. Se non corretti, gli effetti di perdita dell'agente di contrasto portano a inesattezza del CBV, diagnosi errate e potenzialmente maltrattamento. Sebbene esistano numerose strategie di correzione delle perdite che hanno dimostrato di migliorare chiaramente l'utilità clinica della DSC-MRI (ad esempio, la previsione della risposta terapeutica), una limitazione fondamentale ha impedito la standardizzazione e l'adozione diffusa della metodologia DSC-MRI: ad oggi, nessuno studio ha convalidato l'accuratezza delle misurazioni CBV corrette per le perdite nei pazienti. Quindi, mentre i valori CBV corretti per le perdite possono essere utilizzati, ad esempio, per differenziare la recidiva del tumore dagli effetti post-trattamento, non è noto se questo beneficio clinico sia una conseguenza della complessa combinazione di parametri della sequenza degli impulsi, cinetica, schema di dosaggio, rilassatezza e strategia di correzione delle perdite o se il CBV calcolato riflette effettivamente la densità vascolare sottostante. Questa distinzione è fondamentale perché ha implicazioni per la standardizzazione DSC-MRI, stabilendo soglie CBV per uso clinico, confronti multi-sito e studi clinici. I ricercatori ritengono che questa limitazione rappresenti la sfida più critica e clinicamente rilevante nel campo della DSC-MRI del tumore cerebrale che deve essere affrontata con urgenza. L'Obiettivo 2 è uno studio monocentrico su un massimo di 160 soggetti condotto per convalidare l'accuratezza delle misurazioni DSC-MRI del CBV. Per convalidare le misure DSC-MRI derivate da agenti di contrasto a base di gadolinio (Gd) a basso peso molecolare, i ricercatori confronteranno le mappe rCBV con quelle derivate dall'agente di contrasto intravascolare, Ferumoxytol. Il ferumossitolo è stato valutato nell'uomo come potenziale agente di contrasto DSC-MRI, ma non ai fini della convalida delle tecniche di correzione delle perdite. Poiché la DSC-MRI basata su ferumossitolo non è influenzata dagli effetti di perdita, consente la valutazione delle metriche di perfusione più affidabili che ci si può aspettare dalla DSC-MRI e, come tale, è lo standard di riferimento più affidabile con cui valutare l'accuratezza del CBV. Si noti che mentre il ferumoxytol è in fase di sperimentazione clinica come potenziale agente di contrasto DSC-MRI, è improbabile che sostituisca gli agenti di contrasto basati su Gd perché non può fornire il miglioramento del segnale previsto nelle immagini pesate in T1 post-contrasto convenzionali ed è quindi inadatto all'uso con criteri di risposta standard.