Myeline-beeldvorming bij voetbalspelers met een hersenschudding

Het ontbreken van zeer gevoelige klinische neuroimaging en neuropsychiatrische markers van subtiele veranderingen als gevolg van mTBI maakt het moeilijk om de ernst van letsel te karakteriseren en de uitkomsten te voorspellen. Wittestofbanen in de hersenen, zowel gemyeliniseerd als niet-gemyeliniseerd, zijn vatbaar voor schade door impact-versnellingskrachten die worden ervaren tijdens een TBI,5-7 en er zijn aanwijzingen dat significante wittestofbeschadiging en myelineverlies optreden bij mTBI. Bovendien kan deze schade chronisch zijn en de neurale verwerkingssnelheid en cognitieve functie negatief beïnvloeden. Traditionele anatomische en functionele MRI-beeldvormingssequenties omvatten klinische sequenties zoals traditionele T1- en T2-sequenties, vloeistofverzwakte inversieherstel (FLAIR), driedimensionale (3D) magnetisatie-voorbereide snelle gradiënt-echo (MP-RAGE), diffusiegewogen beeldvorming ( DWI) en gradiënt-MRI. Hoewel een aantal geavanceerde beeldvormingstechnieken, met name magnetisatieoverdracht, diffusietensor en kwantitatieve T1- en T2-beeldvorming (respectievelijk MTI, DTI, qT1 en qT2), eerder zijn gebruikt om witte stof bij neurochirurgische ziekten te bestuderen, bieden deze methoden alleen indirecte, niet-specifieke informatie met betrekking tot myeline-inhoud. Deze modaliteiten kunnen bijvoorbeeld vertellen wanneer er zwelling is die de beweging van water beïnvloedt, wat een aanwijzing kan zijn voor een proces dat myeline zou beïnvloeden, maar ze kunnen geen specifieke informatie geven over de hoeveelheid myeline rond een zenuw. Een opkomende multicomponent-relaxometrietechniek, genaamd multicomponent-gestuurde evenwichts-enkelvoudige-pulswaarneming van T1 en T2 (mcDESPOT), biedt een voxelgewijze schatting variërend van 0 tot 1 voor het myelinegehalte, waarbij hogere waarden een indirecte marker vormen voor een grotere myeline-integriteit. Twee onderzoeken hebben een verhoogde myeline aangetoond na een blessure bij voetbal- en ijshockeyspelers.8 DTI, dat voornamelijk informatie geeft over de myeline-axonbundelinteracties, heeft een verminderde fractionele anisotropie aangetoond na mTBI, myeline-axonbundelinteracties hebben een verminderde fractionele anisotropie getoond na mTBI, wat aangeeft dat de aanwezige myeline minder georganiseerd is.8 Door de bevindingen van mcDESPOT en DTI te combineren, is het mogelijk om een ​​genuanceerder beeld te krijgen van het remyelinisatieproces na mTBI. In het huidige programma stellen de onderzoekers voor om de mcDESPOT-sequentie toe te voegen aan de MRI-scanner in overeenstemming met de technische vereisten van de MRI-fabrikant. Hoewel de sequenties die voor mcDESPOT zijn verkregen bijna identieke sequenties zijn die in de klinische praktijk worden gebruikt, zijn de kantelhoeken gewijzigd zodat ze niet kunnen worden gelezen als een traditioneel beeld.

In plaats daarvan moeten de gegevens door een computer worden nabewerkt om myeline-informatie te kunnen afleiden. De mcDESPOT-sequenties zijn door de FDA goedgekeurd en vormen geen extra risico ten opzichte van traditionele klinische MRI-sequenties. Apolipoproteïne E (ApoE) is een klasse eiwitten die betrokken zijn bij het metabolisme van vetten in het lichaam en is belangrijk bij de ziekte van Alzheimer en hart- en vaatziekten. Hoe het lichaam dit eiwit maakt, is genetisch gecodeerd in het APoE-gen. Een vorm van dit gen, APoE allel 4 (APoE4), wordt aangetroffen bij ongeveer 25% van de bevolking, maar bij 60% van de patiënten met Alzheimerdementie. Baby's met dit allel vertonen ook op jonge leeftijd een verminderde myelinisatie. Er wordt verondersteld dat dit defect het vermogen van de hersenen om te myeliniseren en remyeliniseren aantast, wat leidt tot een verminderde of gedesorganiseerde myelinisatie, wat vervolgens leidt tot een verhoogd risico op de ontwikkeling van dementie. Deze studie is bedoeld om voort te bouwen op voorlopige gegevens die zijn verzameld door de hoofdonderzoeker (PI) die verhoogde maar ongeorganiseerde myeline aantonen bij collegiale voetbalspelers, door deze resultaten te bevestigen en te reproduceren in een grotere populatie. Deze studie zal ook de component van genetische tests voor het APoE4-allel toevoegen om te zien of er een subsegment van de onderzoekspopulatie is dat mogelijk een verhoogd risico loopt op hersenletsel na mTBI en daaropvolgende bevindingen in de onderzoeksscans. De bevindingen van mcDESPOT en genetische tests zullen ook worden gecorreleerd met de resultaten van routinematige neuropsychologische hersenschudding.