Volumetria e Proteômica na Hidrocefalia Shunted de Pressão Normal (LiNPH)

ANTECEDENTES E DESCRIÇÃO SUMÁRIA DO PROJETO

A hidrocefalia de pressão normal idiopática (=iNPH) é uma condição com dinâmica cerebral perturbada que causa sintomas na forma de distúrbios do equilíbrio e da marcha, incontinência e comprometimento cognitivo em pacientes com dilatação ventricular cerebral. A condição é muito mais comum do que geralmente se sabe, com uma prevalência que aumenta acentuadamente com a idade, de 2,1% na faixa etária de 70 anos para 8,9% na faixa etária acima de 80 anos. Adams e Hakim descreveram a doença já em 1965 com base na sintomatologia e na reversibilidade dos sintomas após a drenagem do líquido cefalorraquidiano. No entanto, foi somente em 2005 que surgiu uma compilação de diretrizes baseadas em evidências para o diagnóstico e tratamento da doença, as Diretrizes Internacionais iNPH. Afirmou-se que, atualmente, além do teste de toque no LCR, não há teste preditivo confiável para a probabilidade de um paciente responder à derivação. Existem várias escalas diferentes para avaliar a gravidade da doença, uma delas é a escala iNPH, com as subescalas de marcha, equilíbrio, neuropsicologia e continência.

No Departamento de Neurocirurgia (NK) e Neurológico (NL) do Linköping University Hospital, há uma equipe multiprofissional em bom funcionamento desde 2004. A equipe investiga e trata iNPH com referências provenientes da região de saúde do sudeste da Suécia. Anualmente são recebidos aproximadamente 250 encaminhamentos, 70-80 pacientes são avaliados e pelo menos 40 pacientes são operados com derivação ventrículo-peritoneal. A avaliação consiste na primeira etapa de exames radiológicos, avaliação clínica por neurologista, seguida de avaliação motora por fisioterapeuta e avaliação cognitiva por terapeuta ocupacional. Geralmente são realizadas punções liquóricas nas quais até 50 ml de líquido cefalorraquidiano são drenados por punção lombar, o que na HPNI geralmente alivia os sintomas. A avaliação também inclui a gravação em vídeo do padrão de movimento de uma avaliação qualitativa. Os resultados, juntamente com a radiologia, são pesados ​​em conjunto e, em seguida, a equipe se deve oferecer tratamento ao paciente. Os pacientes são operados com derivação ventriculoperitoneal em NK e acompanhados em NL com os mesmos testes motores e cognitivos três meses após a operação, após o que os resultados são avaliados. Em estudos maiores, aproximadamente 70% dos pacientes com iNPH que receberam um shunt melhoraram no pós-operatório.

A terapia de derivação é o único tratamento de iNPH e está disponível desde a década de 1950. O objetivo do tratamento é reduzir a quantidade de líquido cefalorraquidiano no sistema ventricular e, assim, normalizar o volume no sistema ventricular. Desde o início da década de 1990, as válvulas de derivação ajustáveis ​​são cada vez mais usadas. Isso significa que a válvula, se necessário, pode ser ajustada após a implantação com um imã externo aplicado no local da válvula. A desvantagem da maioria das válvulas ajustáveis ​​é que a configuração da válvula pode ser ajustada inadvertidamente quando exposta a campos magnéticos fortes, por exemplo, se o paciente for submetido a um exame com câmera magnética. As válvulas ajustáveis, no entanto, trazem muitas vantagens, pois a resistência pode ser adaptada às necessidades do paciente mesmo após a operação. Por exemplo, uma das complicações mais comuns após a derivação (hematoma subdural) muitas vezes pode ser tratada aumentando a resistência da válvula. Em 2015, a empresa Codman Johnson & Johnson introduziu uma nova válvula de derivação, Certas Plus, que é uma derivação ajustável com oito configurações diferentes. A válvula estabelece-se na prática clínica. As características especiais são a configuração mais alta (8) que é de 40 cm H20, que é uma resistência muito alta que em teoria deveria ser equivalente a um shunt desligado e é chamado pela empresa de "desligado virtual". Ele também é projetado para ser resistente a ressonância magnética e, portanto, não muda de configuração quando exposto a um campo magnético de ressonância magnética. Até agora, esses recursos foram testados in vitro, mas nenhum estudo clínico foi realizado. As vantagens dessas funções são potencialmente menos procedimentos cirúrgicos e internação e também permite que os pacientes na região de saúde do sudeste realizem exames de ressonância magnética planejados e agudos em seu hospital de origem sem ter que ir ao departamento de neurocirurgia em Linköping para reajuste da válvula.

A dilatação ventricular é um diagnóstico radiológico. Desde a década de 1940, o maior diâmetro entre os limites laterais dos ventrículos laterais e o maior diâmetro biparietal no interior do crânio foram medidos para obter o chamado índice de Evans, dividindo os dois e obtendo a razão. É fácil de medir, mas é um método com muitas fontes de erro e baixa sensibilidade às mudanças de volume no sistema ventricular. Existe a necessidade de um método mais confiável tanto na prática clínica quanto na pesquisa. A volumetria, ou seja, a medida do volume dos ventrículos, tem se tornado um método cada vez mais utilizado, porém ainda não realizado na prática clínica devido ao demorado cálculo manual. Com as imagens de ressonância magnética convertidas em um software especial (ITK-SNAP), o volume pode ser calculado e uma imagem tridimensional do sistema ventricular pode ser plotada. Alguns trabalhos na literatura têm estudado a relação entre a resistência das válvulas shunt e a redução do volume ventricular. Não há estudos prospectivos cegos estudando a alteração do volume ventricular relacionada à terapia de shunt, resistência do shunt, nem há estudos sobre se existe uma correlação entre a redução do volume ventricular e o resultado clínico pós-operatório. Um grupo de estudo em Uppsala publicou recentemente um estudo sobre pacientes com iNPH com shunt, onde uma nova tecnologia de ressonância magnética desenvolvida em Linköping (SyntheticMR) pode mostrar claramente como o volume ventricular diminui após o tratamento sem alterar o índice de Evans. No mesmo estudo, também foi possível mostrar como outro parâmetro dos ventrículos, o chamado ângulo caloso, muda claramente após o shunt. Isso faz parte de uma escala de avaliação radiológica, Radscale, que pode ser aplicada a esse grupo de pacientes. O mesmo grupo de pesquisa também foi capaz de mostrar com o SyntheticMR como o volume ventricular diminui após testes de toque em pacientes com iNPH para ser restaurado ao original em 24 horas. O CMIV (=Centro de Imagem e Visualização Médica) nos EUA Linköping possui várias das câmeras 3-Tesla MR do Hospital Universitário e um bom conhecimento tecnológico e científico de SyntheticMR conforme o método é desenvolvido lá. Usando um protocolo de ressonância magnética curto (6 minutos), ele produz dados quantitativos da condição do tecido cerebral, o que torna fácil determinar o que é matéria cerebral cinzenta e branca, a proteína de suporte das células cerebrais mielina, bem como o líquido cefalorraquidiano e calcula o volume de cada componente. Sequências com protocolos padrão para hidrocefalia, incluindo sequências DTI (=Diffusion Tensor Imaging), requerem 15 a 20 minutos adicionais na câmera de ressonância magnética. SyntheticMR também pode, como o único método até agora, calcular facilmente o volume de CSF que está localizado fora dos ventrículos nas cisternas basais e sulcos cerebrais. No entanto, até agora ninguém estudou os volumes de LCR extracerebral no cérebro saudável ou no iNPH. Além disso, ninguém estudou como esse volume de LCR extracerebral muda em resposta ao shunt.

O proteoma é o nome coletivo das proteínas que um organismo ou órgão sintetiza. O proteoma não é constante, mas varia entre diferentes órgãos no mesmo organismo e no mesmo órgão ao longo do tempo e mudanças no organismo ou órgão doente. A proteômica é a ciência dessas proteínas e pode ser usada para examinar quando e onde certas proteínas podem ser encontradas, suas concentrações, como elas são decompostas, modificadas e interagem em vários processos fisiológicos e de doenças. Algumas doenças neurológicas têm sido caracterizadas em suas alterações proteômicas, como tremor essencial e dor neuropática crônica, pelos membros de nosso grupo de pesquisa. A proteômica do líquido cefalorraquidiano em pacientes com iNPH é relativamente inexplorada com apenas três estudos na literatura. Estes caracterizaram algumas proteínas que se destacam em comparação com o que é esperado em um cérebro saudável. Não foram realizados estudos comparativos entre o LCR obtido por punção lombar e o líquido cefalorraquidiano dos ventrículos. No departamento de Medicina da Dor e Reabilitação do Hospital Universitário de Linköping, é estabelecido um laboratório de proteômica (PAINOMICS lab) com muitas publicações científicas. Os métodos padrão disponíveis para estudos de proteômica são eletroforese em gel bidimensional (eletroforese 2D) e espectrometria de massa (LC-MS/MS). Estes são aplicados para analisar até mil proteínas em uma amostra e, com tecnologia baseada em anticorpos, validá-los. Com a tecnologia baseada em anticorpos, também é possível analisar até 86 citocinas, quimiocinas, fatores de crescimento e substâncias metabólicas no chamado painel multiplex. Os conjuntos de dados obtidos em estudos proteômicos são complexos. Esses conjuntos de dados são compostos de muitas variáveis ​​altamente correlacionadas (concentrações de proteínas). Pode-se então comparar as mudanças de conteúdo de proteínas entre pacientes com iNPH e controles estabelecer uma diferença na "impressão digital" do proteoma. Existe uma grande necessidade de novos biomarcadores como complemento aos métodos atualmente disponíveis para fazer um diagnóstico definitivo, avaliando a probabilidade de sucesso da terapia e criando uma compreensão mais profunda da fisiopatologia da iNPH.

OBJETIVOS, QUESTÕES CIENTÍFICAS E SUBESTUDOS:

1. Avaliar e validar um método clinicamente útil de monitoramento de volumes ventriculares com ressonância magnética sintética. Comparação com um método volumétrico estabelecido (ITK-SNAP) e confiabilidade intra e interavaliadores.
2. Mapeie os volumes ventriculares e a quantidade de LCR intracraniano extracerebral durante condições fisiológicas normais em pessoas saudáveis ​​e de pacientes com INPH e calcule como esses volumes mudam após a derivação em INPH.
3. Investigue como a mudança de volume e a mudança na volumetria e iNPH Radscale após o shunt se correlacionam com o resultado clínico 3 meses após a cirurgia.
4. Examine a válvula de derivação CERTAS PLUS quanto à sua função e segurança para resistência à RM in vivo e correlacione o grau de redução do volume ventricular com base na resistência da válvula.
5. Mapeie a expressão proteômica de iNPH no LCR e no plasma sanguíneo no pré-operatório e monitore a alteração aos 3, 12 e 36 meses após a derivação ventrículo-peritoneal.
6. Compare como a proteômica no LCR em iNPH difere entre LCR lombar e ventricular e plasma sanguíneo. Examine se o LCR lombar de pacientes com iNPH é diferente em comparação com pessoas de controle de coorte neurologicamente saudáveis ​​de idade semelhante e pacientes com tremor essencial.

PLANO DO PROJETO, EXECUÇÃO E SELEÇÃO DOS OBJETOS DE PESQUISA:

O Conselho Nacional de Ética da Suécia (Etikprövningsmyndigheten), ref no 2020-0071920, aprovou este plano de projeto.

Cinquenta pacientes que passaram pela investigação da equipe NPH e são considerados adequados para o tratamento de shunt são recrutados consecutivamente para o estudo.

Um grupo de controle composto por 50 indivíduos voluntários com mais de 60 anos de idade é recrutado por meio da lista de espera para cirurgia dos departamentos de Ortopedia, Urologia e Ginecologia do Hospital Universitário de Linköping. Os voluntários serão recrutados entre pacientes idosos que, durante cirurgia ortopédica/ginecológica/urológica planejada em raquianestesia, serão submetidos a uma punção lombar para aplicação da anestesia. Os voluntários serão submetidos a um exame de ressonância magnética no pré-operatório, incluindo sequências padrão, bem como protocolos SyntheticMR para volumetria.

A investigação pré-operatória da equipe NPH de pacientes com iNPH consiste nos seguintes exames: 1. Avaliação clínica por um neurologista. 2. O equilíbrio e a capacidade de caminhar são avaliados por um fisioterapeuta. Os testes incluem Timed Up and Go (TUG), número de passos e tempo, bem como escala de marcha, escala de equilíbrio e caminhada de 10 m como parte da escala iNPH. 3. Um terapeuta ocupacional avalia as funções cognitivas e realiza os seguintes testes: MMSE (= Mini-Mental State Examination), Grooved pegboard, Rey Auditory Verbal Learning Test, Stroop Color Nomeação e Stroop Interferência, Trail Making Test A e B. 4. Estimativa de incontinência urinária é feita na escala de incontinência urinária. Todas as avaliações são combinadas na escala iNPH.

Uma punção lombar com medição da pressão intratecal, análise de células, proteínas, anticorpos contra a doença de Lyme e o teste de toque liquórico estão incluídos na investigação básica. O histórico médico do paciente, os sintomas e os resultados da radiologia e do teste de toque no líquido cefalorraquidiano são discutidos pela equipe de NPH para decidir se o paciente é considerado adequado para uma derivação.

Os pacientes que recebem recomendação de shunt pela equipe e não atendem aos critérios de exclusão do estudo são chamados para uma visita ambulatorial ao Dr. Rafael Holmgren, são informados sobre a operação pretendida e os riscos associados e oferecem participação no estudo após informações orais e escritas. Os pacientes têm tempo para pensar e voltar ao telefone da enfermeira de contato antes de responder.

Os voluntários do grupo de controle são recrutados entre os pacientes planejados para cirurgia em raquianestesia pelos departamentos de Ortopedia, Urologia e Ginecologia do Hospital Universitário de Linköping. Eles são informados sobre uma possível participação no estudo oralmente por telefone ou, se assim o desejarem, durante uma consulta ambulatorial com o Dr. Rafael Holmgren, além de informações por escrito. Os participantes do grupo de controle serão, antes de sua operação, submetidos a um exame de ressonância magnética com protocolo padrão e ressonância magnética sintética. Antes da administração da raquianestesia, 10 ml de LCR lombar são coletados para análise do perfil proteômico, assim como uma amostra de sangue para o mesmo propósito.

Os pacientes com iNPH participantes a serem shuntados serão submetidos a uma ressonância magnética com protocolo padrão modificado e SyntheticMR no dia anterior à cirurgia; o tempo necessário é de cerca de 45 minutos.

Os pacientes são submetidos à anestesia geral no dia seguinte e é realizada uma punção lombar, após a qual são coletados 10 ml de líquido cefalorraquidiano. Simultaneamente, uma amostra de sangue também é coletada para análise proteômica. O paciente é operado com derivação ventriculoperitoneal por um procedimento padrão por um dos três cirurgiões (Dr. Rafael Holmgren, Dr. Peter Zsigmond ou Dr. Martin Nilsson em NK). Os pacientes recebem uma válvula de derivação Codman CERTAS PLUS com uma das duas configurações de válvula cegas para o operador, paciente e investigadores radiológicos (definidas por outro colega de acordo com a randomização): 4 (=110 mm H20 , configuração padrão convencional) ou 8 (> 400 mm H20 a k a "desligamento virtual"). À medida que os ventrículos cerebrais são perfurados pelo cateter, outros 10 ml de CSF para proteômica são coletados aqui. As amostras são transportadas para o laboratório de proteômica, centrifugadas, aliquotadas em pequenas alíquotas antes de serem congeladas. Eles são então armazenados no biobanco em Medicina Ocupacional e Ambiental no Hospital Universitário de Linköping (registrado no Conselho Nacional de Saúde e Bem-Estar). Cada paciente recebido recebe um número de código único e todos os tubos de ensaio são marcados com esse número. A chave do código é mantida em um armário trancado no Departamento de Neurocirurgia em Linköping.

Aproximadamente 36 horas (variando de 24 a 48 horas) após a operação, o paciente é submetido a um novo exame de ressonância magnética com SyntheticMR e, após esse exame, o ajuste da válvula é verificado com um compasso leitor colocado sobre a válvula. Os pacientes que inicialmente receberam o ajuste 8 da válvula agora estão ajustados para receber o ajuste padrão 4, a menos que tenham sofrido um hematoma subdural no pós-operatório, que é detectado no exame de ressonância magnética no pós-operatório. O paciente é então descarregado para casa ou para o hospital local. Assim, todos os pacientes voltam para casa com um tratamento de derivação funcional.

Os pacientes são chamados para acompanhamento padrão para pacientes com shunt iNPH após três meses para uma consulta de retorno ao cirurgião e realizar um exame clínico/acompanhamento por um fisioterapeuta e terapeuta ocupacional com o mesmo protocolo para os testes motores e cognitivos como antes da operação. Os pacientes também passam por um novo exame de ressonância magnética com o mesmo protocolo anterior à operação. A configuração da válvula de derivação é verificada após a ressonância magnética para confirmar se a configuração da válvula é a mesma de antes. Além disso, a câmara da válvula de derivação é perfurada sob condições estéreis com uma pequena agulha para obter 10 ml de CSF dos ventrículos e uma amostra de sangue também é retirada para análise proteômica.

Os pacientes são chamados de volta ao médico operador um e três anos após a operação para avaliação clínica e nova punção da válvula de derivação e exames de sangue com o mesmo procedimento do check-up de 3 meses.

Todas as complicações relacionadas ao shunt, incluindo ajustes da resistência do shunt em relação à ressonância magnética, são registradas continuamente.

Ensaios de amostras de sangue e LCR são realizados pelo professor Bijar Ghafouri no laboratório Painnomics com espectrometria de massa e eletroforese 2D para identificar, separar as proteínas e técnicas de ELISA para caracterizá-las. A identidade da amostra é cega para o examinador.

Os exames de RM são analisados ​​em um software específico adaptado para avaliação de volumes em estudos feitos tanto com tecnologia convencional (ITK SNAP) quanto com tecnologia SyntheticMR pelo Dr. Holmgren e Dr. Georgiopoulos. A identidade do paciente e a configuração do shunt são cegas para os examinadores, bem como o tempo do estudo.

BASE ESTATÍSTICA PARA O TAMANHO DA POPULAÇÃO DE ESTUDO

Uma quantidade de cinquenta pacientes iNPH é considerada adequada para responder aos objetivos declarados do projeto. Isso ocorre porque os estudos em proteômica no iNPH (por Chen et al e Li et al, ver referências) incluíram 18 e 15 pacientes, respectivamente, e obtiveram resultados claros estatisticamente significativos. Os estudos de volume ventricular calculado com RM sintética após punção lombar e shunting por Virhammar e cols. incluíram 23 e 18 pacientes, respectivamente, e deram claros resultados estatisticamente significativos. O número de sujeitos/voluntários de controle neurologicamente saudáveis ​​no grupo de controle chega a 50 para corresponder ao número de pacientes com INPH.