Imaging della mielina nei giocatori di football delle scuole superiori con commozione cerebrale

La mancanza di neuroimmagini cliniche altamente sensibili e marcatori neuropsichiatrici di sottili cambiamenti dovuti a mTBI rende difficile caratterizzare la gravità della lesione e prevedere gli esiti. I tratti di sostanza bianca nel cervello, sia mielinizzati che non mielinizzati, sono suscettibili ai danni causati dalle forze di accelerazione dell'impatto sperimentate durante un TBI,5-7 e ci sono prove che si verificano lesioni significative della sostanza bianca e perdita di mielina in mTBI. Inoltre, questo danno può essere cronico e può influire negativamente sulla velocità di elaborazione neurale e sulla funzione cognitiva. Le tradizionali sequenze di imaging MRI anatomico e funzionale includono sequenze cliniche come le tradizionali sequenze T1 e T2, recupero di inversione attenuato dal fluido (FLAIR), eco gradiente rapido tridimensionale (3D) preparato per magnetizzazione (MP-RAGE), imaging pesato in diffusione ( DWI) e gradiente MRI. Mentre un certo numero di tecniche di imaging avanzate, in particolare il trasferimento di magnetizzazione, il tensore di diffusione e l'imaging quantitativo di T1 e T2 (MTI, DTI, qT1 e qT2, rispettivamente), sono state utilizzate in precedenza per studiare la materia bianca nelle malattie neurochirurgiche, questi metodi forniscono solo informazioni indirette, informazioni non specifiche relative al contenuto di mielina. Ad esempio, queste modalità possono dire quando c'è un gonfiore che sta influenzando il movimento dell'acqua, che può essere indicativo di un processo che influenzerebbe la mielina, ma non possono fornire informazioni specifiche sulla quantità di mielina che circonda un nervo. Una tecnica di rilassometria multicomponente emergente, denominata osservazione dell'impulso singolo di equilibrio multicomponente guidato di T1 e T2 (mcDESPOT), fornisce una stima voxel-wise che va da 0 a 1 per il contenuto di mielina, con valori più alti che forniscono un marker indiretto di maggiore integrità della mielina. Due studi hanno mostrato un aumento della mielina dopo un infortunio nei giocatori di calcio e di hockey su ghiaccio.8 DTI, che fornisce principalmente informazioni sulle interazioni del fascio mielina-assone, ha mostrato una diminuzione dell'anisotropia frazionale dopo mTBI, interazioni del fascio mielina-assone, ha mostrato una diminuzione dell'anisotropia frazionaria dopo mTBI, indicando che la mielina presente è meno organizzata.8 Combinando i risultati di mcDESPOT e DTI, è possibile vedere un quadro più sfumato del processo di rimielinizzazione dopo mTBI. Nel presente programma, i ricercatori propongono di aggiungere la sequenza mcDESPOT allo scanner MRI in conformità con i requisiti tecnici del produttore MRI. Sebbene le sequenze ottenute per mcDESPOT siano sequenze quasi identiche utilizzate nella pratica clinica, i flip-angles sono cambiati in modo che non possano essere letti come un'immagine tradizionale.

Piuttosto, i dati devono essere post-elaborati da un computer per poter ricavare informazioni sulla mielina. Le sequenze mcDESPOT sono approvate dalla FDA e non presentano alcun rischio aggiuntivo rispetto alle tradizionali sequenze MRI cliniche. L'apolipoproteina E (ApoE) è una classe di proteine ​​coinvolte nel metabolismo dei grassi nel corpo ed è importante nella malattia di Alzheimer e nelle malattie cardiovascolari. Il modo in cui il corpo produce questa proteina è geneticamente codificato nel gene APoE. Una forma di questo gene, l'allele 4 APoE (APoE4), si trova in circa il 25% della popolazione, ma nel 60% dei pazienti con demenza di Alzheimer. I neonati con questo allele mostrano anche una mielinizzazione ridotta in giovane età. Si ipotizza che questo difetto influisca sulla capacità del cervello di mielinizzare e rimielinizzare, portando a una mielinizzazione ridotta o disorganizzata, che quindi porta a un aumento del rischio di sviluppo della demenza. Questo studio mira a basarsi sui dati preliminari raccolti dal ricercatore principale (PI) che mostrano una mielina aumentata ma disorganizzata nei giocatori di football collegiali, confermando e riproducendo questi risultati in una popolazione più ampia. Questo studio aggiungerà anche la componente del test genetico per l'allele APoE4 per vedere se esiste un sottosegmento della popolazione in studio che potrebbe essere a maggior rischio di lesioni cerebrali dopo mTBI e successivi risultati nelle scansioni di ricerca. I risultati dei test mcDESPOT e genetici saranno anche correlati con i risultati di routine della valutazione della commozione cerebrale neuropsicologica.