QoL e funzione cognitiva nei pazienti con ipoparatiroidismo (MR-hypoPT)

L'ipoparatiroidismo (HypoPT) è una malattia con una produzione inadeguata di ormone paratiroideo (PTH) dalle ghiandole paratiroidi che porta all'ipocalcemia. La forma più comune è l'ipoPT postchirurgica dovuta a un intervento chirurgico al collo con conseguente rimozione o danneggiamento delle ghiandole paratiroidi. L'ipoPT postchirurgico ha una prevalenza di 22/100.000 abitanti in Danimarca. L'ipoPT non chirurgico è più spesso causato da mutazioni in geni diversi o su base autoimmune, la prevalenza dell'ipoPT non chirurgico è di 2,3/100.000 abitanti in Danimarca. Se la mutazione del gene è all'interno del gene GNAS o a monte del locus del complesso GNAS, provoca PseudoHypoPT (PHP), che è caratterizzato dalla resistenza dell'organo bersaglio al PTH, con conseguente ipocalcemia e iperfosfatemia come nell'ipoPT post- e non chirurgico, ma in questo caso con livelli elevati o normali di PTH plasmatico. La PHP è una malattia molto rara con una prevalenza di 1/100.000 abitanti in Danimarca.

Altri e gli investigatori hanno precedentemente dimostrato che l'ipoPT e/o l'ipocalcemia possono influenzare la qualità della vita (QoL). Nella maggior parte dei casi, i sintomi e i risultati gravi diminuiscono o scompaiono quando i livelli plasmatici di calcio vengono ripristinati alla normalità, ma come hanno dimostrato alcuni degli studi sopra menzionati, la ridotta QoL è ancora presente nonostante i normali livelli di calcio. I sintomi sono descritti come decadimento cognitivo minore (MCI), con confusione, dimenticanza e mancanza di concentrazione e chiarezza mentale. Un altro reperto importante in alcuni dei pazienti con HypoPT sono le calcificazioni dei gangli della base come descritto in diversi casi clinici, la conoscenza dell'origine e dell'importanza di questi è finora limitata. I pazienti con PHP sono stati precedentemente descritti per avere un rischio più elevato di calcificazioni del cristallino e calcificazioni sottocutanee, e quindi potrebbero anche essere a più alto rischio di calcificazioni nel cervello.

Si ritiene tradizionalmente che la disponibilità di ossigeno nel tessuto cerebrale dipenda dal flusso sanguigno cerebrale regionale (CBF). Di conseguenza, ci si aspetta che l'ossigenazione cerebrale comprometta la funzione cerebrale solo nei casi in cui il CBF è ridotto in modo critico, ischemia cerebrale. Recentemente è stato dimostrato che questo paradigma è errato: mentre il CBF determina l'apporto di ossigeno, la distribuzione microscopica dei flussi di sangue attraverso il letto capillare determina la misura in cui questo ossigeno può essere estratto dal tessuto. In effetti, i modelli di flusso capillare possono essere così disturbati che le esigenze metaboliche della funzione cerebrale e della sopravvivenza non possono più essere soddisfatte, sebbene il CBF rimanga poco appariscente. La disfunzione capillare denota questa fonte trascurata di ipossia: uno stato in cui i modelli di flusso capillare non possono omogeneizzarsi, dando origine a ipossia tissutale, stress ossidativo, infiammazione locale e, se grave, neurodegenerazione a lungo termine. I ricercatori ipotizzano che i sintomi dei pazienti con HypoPT rappresentino vari gradi di disfunzione capillare, che interferiscono con la loro funzione cerebrale.

Lo scopo dello studio è indagare se i pazienti con HypoPT sono affetti da disfunzione capillare, una condizione in cui i disturbi del flusso capillare interferiscono con l'ossigenazione cerebrale.

L'ipotesi deriva dai risultati che le calcificazioni cerebrali simili a quelle trovate in HypoPT sono osservate nella calcificazione dei gangli della base idiopatica familiare (IBGC), che è una malattia dei periciti cerebrali. I periciti sono localizzati nella membrana basale dei capillari, dove mantengono la funzione della barriera ematoencefalica (BBB) ​​e, in stretta interazione con le cellule endoteliali, l'integrità della membrana basale e della parete capillare. Sono contrattili e partecipano alla regolazione del flusso sanguigno. Controllano il traffico di cellule immunitarie attraverso la parete del vaso e possiedono funzioni di cellule staminali/progenitrici. In quanto tali, svolgono un ruolo chiave nella riparazione dei tessuti, nella cicatrizzazione e nella fibrosi e, insieme alle cellule endoteliali, sembrano avere il potenziale per diventare cellule che formano l'osso.

I periciti (ora indicati come "cellule murali") sono caratterizzati da diverse proteine ​​di membrana, una delle quali (SLC9A3R1 - famiglia di trasportatori di soluti 9, isoforma A3, fattore regolatore 1, noto anche come EBP50, NHERF) si lega al recettore dell'ormone paratiroideo 1 ( PTH1R) da un lato, e al recettore β (PDGFβ) del fattore di crescita derivato dal plasma (PDGF) dall'altro, potenziandone l'attività. Il ruolo fisiologico di questi recettori è poco conosciuto. I recettori per il PTH e la proteina correlata all'ormone paratiroideo (PTH-rP) sono stati osservati sia nei periciti che nelle cellule muscolari lisce di vari tipi di tessuto, mentre il PTH-rP è espresso nell'endotelio, agendo come vasodilatatore. C'è quindi motivo di credere che la funzione dei periciti capillari - e quindi i modelli di flusso capillare - potrebbero essere alterati in HypoPT.

I ricercatori hanno sviluppato un metodo basato sulla risonanza magnetica (MRI) con contrasto migliorato per rilevare i disturbi nei modelli di flusso microvascolare nel cervello umano e hanno dimostrato che la conoscenza di questi modelli di flusso - come indicizzati dall'eterogeneità del tempo di transito capillare (CTH) - ci consentono di prevedere meglio l'efficacia dell'estrazione di ossigeno come determinato da una tomografia a emissione di positroni (PET) gold standard. I ricercatori hanno ora trovato modelli di flusso microvascolare anormali in pazienti con malattia di Alzheimer (AD) o lieve deterioramento cognitivo (MCI) rispetto a controlli sani, di pari età senza fattori di rischio cardiovascolare, e hanno dimostrato che il grado di disfunzione capillare era correlato al loro deterioramento cognitivo. . I ricercatori hanno trovato una correlazione simile in un'altra coorte di pazienti con AD e più recentemente hanno rilevato una disfunzione capillare nei pazienti con depressione ad esordio tardivo rispetto ai controlli. Alla luce di questi risultati e della somiglianza tra la sintomatologia di HypoPT e la depressione, i ricercatori propongono ora di applicare il nostro metodo MRI ai pazienti con HypoPT e ai controlli abbinati per età e sesso per esaminare se la disfunzione capillare può essere rilevata e se la gravità dei sintomi attraverso pazienti correla con il grado di disfunzione capillare in alcune regioni del cervello.

L'obiettivo è quello di indagare la funzione cognitiva in pazienti con ipoPT postchirurgici, non chirurgici e pseudoHypoPT mediante valutazioni neuropsicologiche e risonanza magnetica. Il metodo basato sulla risonanza magnetica con mezzo di contrasto verrà applicato ai pazienti HypoPT e ai controlli abbinati per età e sesso per esaminare se è possibile rilevare la disfunzione capillare e se la gravità dei sintomi tra i pazienti è correlata al grado di disfunzione capillare in alcune regioni del cervello.

I ricercatori ipotizzano che i sintomi dei pazienti con HypoPT rappresentino vari gradi di disfunzione capillare, che interferiscono con la loro funzione cerebrale.

Metodi:

Scansioni MRI: gli investigatori intendono acquisire le seguenti sequenze MRI:

1. Per la misurazione della funzione capillare e del flusso sanguigno regionale e del volume, come stimato dal nostro approccio parametrico, verrà applicata la risonanza magnetica per perfusione con contrasto di suscettibilità dinamica.
2. Per un'ulteriore caratterizzazione del microcircolo, verrà acquisita la risonanza magnetica funzionale in stato di riposo. Questa sequenza può essere acquisita in combinazione con la scansione della perfusione e quindi richiede pochissimo tempo di scansione aggiuntivo.
3. Saranno acquisite immagini FLAIR (Fluid Attenuated Inversion Recovery) per la stima delle iperintensità della materia bianca (WMH) e di possibili infarti o lacune sottocorticali.
4. Una sequenza di imaging di curtosi a diffusione rapida (DKI) verrà applicata per la stima dell'integrità microstrutturale della materia grigia e bianca (ad es. densità dei dendriti e integrità del tratto di sostanza bianca).
5. La risonanza magnetica T1 pesata sarà utilizzata per un'accurata caratterizzazione morfologica delle strutture cerebrali, quali ippocampo, gangli della base, corteccia e grandi tratti. Inoltre, le immagini ad alta risoluzione consentono una mappatura accurata dei dati funzionali (perfusione, fMRI, DKI).

Test neuropsicologici (NPT): la batteria di test neuropsicologici standard consiste in test convalidati per valutare domini cognitivi tra cui memoria verbale e visiva, attenzione, linguaggio, funzionamento visuospaziale ed esecutivo.

Batterie cognitive: batteria Cogstate per valutare la funzione cognitiva negli adulti con decadimento cognitivo lieve (MCI). I test utilizzati sono D-KEFS: TrailMaking A e B, Verbal Fluency Test e Color-Word Interference Test. Il WAIS-IV: codifica, ricerca di simboli, intervallo di cifre e aritmetica. Il BVMT-R: richiamo ritardato e apprendimento totale. Infine il RAVLT: richiamo ritardato e apprendimento totale.

Questionari: SF36v2, indice di benessere dell'OMS-5, questionario sui sintomi e un questionario generale su informazioni di base, farmaci e dieta e HPQ28.

Biochimica: calcio ionizzato, PTH, fosfato, magnesio, eGFR, creatinina, CRP altamente sensibile, 25-idrossivitamina D, calcitriolo e conta dei globuli bianchi. Neuroinfiammazione e marcatori infiammatori sistemici (citochine pro-infiammatorie) e urine delle 24 ore.

Piano di analisi statistica: la differenza di gruppo sarà esaminata utilizzando il test T di Student per le variabili continue e il test Pearsons X^2 per le variabili categoriche. Le mappe statistiche delle differenze nei parametri di perfusione tra pazienti e controlli saranno calcolate in ciascun vertice della superficie utilizzando un modello lineare generale specifico del vertice con spessore corticale, carico di iperintensità della sostanza bianca ((WMHL) dato come percentuale del volume di iperintensità della sostanza bianca del volume cerebrale intero)) , età e sesso come covariate. Gli investigatori aggiungeranno lo spessore corticale come covariata per tenere conto di eventuali effetti sistematici dello spessore corticale sulle misurazioni della perfusione, come gli effetti del volume parziale. Tutte le mappe statistiche saranno sogliate a p=0.05 (non corrette e corrette). Tutti i test statistici per le scansioni MRI vengono eseguiti utilizzando R versione 3.2.2 (The R Foundation for Statistical Computing) e SPM12 (Wellcome Trust Center for Neuroimaging) in esecuzione su Matlab R2016a (MathWorks Inc). Altri test statistici saranno effettuati da SPSS 24 (IBM, USA) Giustificazione per la dimensione del campione: In uno studio precedente di Eskildsen et al. il metodo basato sulla risonanza magnetica con mezzo di contrasto è stato applicato a 18 pazienti con malattia di Alzheimer o MCI rispetto a 19 controlli sani di pari età senza fattori di rischio cardiovascolare e ha dimostrato che il grado di disfunzione capillare era correlato al loro deterioramento cognitivo. I ricercatori hanno trovato una correlazione simile in un'altra coorte di pazienti con malattia di Alzheimer e più recentemente hanno rilevato una disfunzione capillare nei pazienti con depressione ad esordio tardivo rispetto ai controlli. Prendendo in considerazione i risultati sopra menzionati e le dimensioni delle coorti, i ricercatori hanno stimato che la dimensione del nostro campione è sufficiente per mostrare se esiste una correlazione tra il deterioramento cognitivo misurato dalla valutazione neuropsicologica e l'eterogeneità del tempo di transito capillare.

Valutazioni etniche e di sicurezza: gli investigatori seguiranno le procedure operative standard relative alle scansioni MRI con contrasto. Il catetere venoso periferico sarà utilizzato per la somministrazione di traccianti PET e contrasto MRI. Può provocare un lieve dolore locale e un ematoma. Il rischio di infezione è trascurabile. Non sono noti rischi (né a breve né a lungo termine) correlati alla risonanza magnetica. Viene utilizzato il contrasto gadolinio-chelato (Gd). La dose standard di contrasto MRI contenente gadolinio (Gd) è di 0,1 mmol/kg, ma in questo studio verranno utilizzati fino a 0,3 mmol/kg.

Prospettive: se i risultati positivi e dello studio forniscono una base per una migliore comprensione dei sintomi cognitivi nell'ipoPT, dovrebbero essere prese in considerazione ulteriori indagini sugli effetti della terapia sostitutiva del PTH sugli indici studiati. Un progetto futuro potrebbe essere l'esecuzione della scansione MRI prima e dopo l'iniezione di PTH per determinare se è possibile rilevare un cambiamento nell'eterogeneità del tempo di transito capillare.