Desmielinização e remielinização na esclerose múltipla (EM) detectadas por PET-CT de amiloide cerebral

A esclerose múltipla (EM) é uma doença autoimune que afeta o sistema nervoso central com consequente aparecimento de vários sintomas sensoriais, motores, esfincterianos e, por vezes, cognitivos. Caracteriza-se pela presença de infiltrados inflamatórios linfomonocíticos, desmielinização, dano axonal, ativação da imunidade inata, astrogliose e remielinização. Nos últimos anos, a Ressonância Magnética (RM) fez enormes progressos no diagnóstico e acompanhamento de pacientes, destacando lesões encefálicas e espinhais, seu número e carga relativa de lesões, localização e envolvimento cortical, bem como a presença de sangue -alterações da barreira cerebral nas fases iniciais da doença, associadas à ativação da imunidade adquirida com posterior dano inflamatório.

As placas de desmielinização têm em sua borda externa uma fina parede de células microgliais contendo ferro que podem ser detectadas por sequências e técnicas de ressonância magnética de suscetibilidade magnética de alta resolução. Essas placas, conhecidas pelos neuropatologistas como placas "sem chamas", são caracterizadas por uma periferia que se alarga concentricamente, causando danos à mielina e neuronais, enquanto no centro da lesão o processo de perda de mielina se completa. Placas latentes, mais frequentes nas formas progressivas da doença, são peculiares da EM em comparação com outras doenças desmielinizantes e estão associadas a um significado prognóstico negativo.

A Tomografia por Emissão de Pósitrons (PET) é uma técnica que permite analisar in vivo o metabolismo de certos componentes do sistema nervoso central, como neurônios e células gliais, e, em casos particulares, evidenciar a função sináptica e acúmulos anormais de proteínas. Nos últimos anos, o PET tem sido utilizado na EM especialmente para fins de pesquisa: permite avaliar o grau de desmielinização e remielinização por meio de marcadores amilóides que se ligam à substância branca, bem como o grau de ativação microglial ou comprometimento sináptico aplicando determinado traçador radioisótopos (ligandos de TPSO ou a glicoproteína 2A das vesículas sinápticas). A combinação de ressonância magnética e PET poderia fornecer informações detalhadas não apenas sobre o grau e a extensão do comprometimento do sistema nervoso, mas também sobre as populações de células mais afetadas, sobre a atividade metabólica das áreas encefálicas afetadas e sobre o grau de sucesso do dano tentativas de reparo.

O objetivo deste projeto de pesquisa é estudar, aplicando técnicas de ressonância magnética e PET, uma população de pacientes com EM progressiva (PMS) com comprometimento relativamente significativo e uma população de pacientes com uma forma remitente-recorrente da doença (EMRR) com menor comprometimento neurológico significativo. O objetivo é estudar placas cronicamente ativas ou 'sem chamas', com técnicas de ressonância magnética de suscetibilidade magnética e técnicas de PET com marcadores amilóides, placas cronicamente inativas e placas T2/Flair positivas mais recentes, com ou sem realce de contraste, a fim de verificar e quantificar sua presença e correlacionar seu número, morfologia e localização com o grau de incapacidade, o curso clínico, a evolução da doença e os dados laboratoriais, avaliando em cada caso a extensão do processo de desmielinização e remielinização e o grau de ativação da imunidade inata. Os dados obtidos serão processados ​​e avaliados para identificar diferenças entre ressonância magnética e PET nos vários cursos da doença e obter informações sobre os diferentes caminhos de desenvolvimento da doença nos pacientes.

Desenho do estudo Os pacientes inscritos serão submetidos a uma ressonância magnética cerebral, uma tomografia cerebral com marcador de amiloide e escalas de avaliação funcional no momento do recrutamento.

Todos os pacientes passarão por avaliação clínica e diversos exames:

• Escala Funcional Composta EDSS e MS
• Mini-BESTeste
• Teste TUG, MSWS-12, Escala de Equilíbrio de Berg (BBS)
• O teste de pino de nove orifícios (9-HPT) para membro superior direito e esquerdo.
• Funções cognitivas avaliadas por Avaliação Cognitiva Internacional Breve para MS (BICAMS) e MMSE

Será realizada análise laboratorial de marcadores séricos. Especificamente, as proteínas do citoesqueleto neuronal e glial (por exemplo, Nf-L, pN-FH, GFAP) como índices de dano cerebral (dano axonal e celular), serão considerados e quantificados.

Os níveis de fatores neurotróficos específicos (p. BDNF, GDNF) e citocinas (por exemplo TNFα, IL-6, IL-1β, interferon) serão determinados; há evidências de seu envolvimento na plasticidade sináptica, funções cognitivas e motoras e nos processos neuroinflamatórios típicos da EM.

Protocolo de ressonância magnética Os exames serão realizados em um scanner de ressonância magnética de 3T usando uma bobina de cabeça de 32 canais com sequências otimizadas e harmonizadas pela IRCCS Neuroscience Network.

As sequências que serão adquiridas serão:

1. Imagem volumétrica sagital ponderada em T1 (MP-RAGE, resolução de 1 mm) para estudo da morfologia e volumetria do encéfalo
2. Imagem volumétrica sagital ponderada em T2-FLAIR (resolução de 1 mm) para localização e contorno da lesão
3. uma sequência de imagens ponderadas por difusão (EPI, resolução de 2,5 mm, b = 1000 e 2000 s/mm2, 30 direções por concha) para o estudo da microestrutura do tecido e para a identificação de feixes de substância branca relevantes para a patologia por tratografia
4. uma sequência multi-eco gradiente eco 3D para mapeamento quantitativo de suscetibilidade (resolução de 1 mm, 8 ecos) para o estudo da suscetibilidade local
5. uma sequência de estado de repouso fMRI (EPI, resolução de 3 mm, 200 volumes com resolução temporal de 2,4 s) para o estudo de redes funcionais de estado de repouso.

protocolo PET

O estudo PET/CT será realizado usando um protocolo de aquisição de tempo duplo:

- Aquisição precoce A aquisição precoce inicia-se com o paciente já posicionado no leito PET/CT e acesso venoso disponível.

Uma tomografia computadorizada de baixa dose é realizada para correção da atenuação, a aquisição PET é iniciada no modo de lista e alguns segundos após o início, 300 MBq de 18F-Florbetaben são administrados seguidos de lavagem com 10 ml de solução salina.

A aquisição antecipada terá duração de 30 minutos.

- Aquisição tardia Uma tomografia computadorizada de baixa dose é realizada para corrigir a atenuação e localização anatômica, seguida de uma aquisição PET em modo de lista de 20 minutos para que as imagens sejam adquiridas após 90 minutos (tolerância: +10 minutos) de captação do radiofármaco.

Todas as reconstruções PET terão as seguintes características:

• matriz 256 x 256, FOV 30 cm
• Algoritmo de reconstrução 3D-OSEM com TOF e PSF e com correções padrão para decaimento, atenuação, dispersão, tempo morto
• 8 iterações, 32 subconjuntos, filtro gaussiano com FWHM de 5 mm. Dados brutos estarão disponíveis para possíveis iterações diferentes, decididas a posteriori, para melhorar a qualidade da imagem.

Os pacientes não precisam estar em jejum ou suspender as terapias atuais.

Avaliações de ressonância magnética e PET ressonância magnética

1. Estudo morfo-volumétrico encefálico automatizado (Freesurfer), por aquisição de sequências convencionais (T2w, FLAIR 3D, T1w-3D), harmonizadas de acordo com o protocolo RIN:

   1. espessura cortical;
   2. atrofia cerebral global;
   3. carga de lesões;
   4. Substância Branca de Aparência Normal (NAWM).

2. Detecção e estudo de lesões crônicas "sem chamas" usando a técnica QSM, que permite avaliações qualitativas e quantitativas da extensão do acúmulo intralesional de ferro:

   1. Avaliação qualitativa:

      • Identificação de lesões Rim+, definidas como "lesões sem realce com borda perilesional hiperintensa", com núcleo iso-ipointense;
      • Cálculo do volume global das lesões Rim+ (em mm3), com posterior medição separada do núcleo e Rim.

   2. avaliação quantitativa

      • cálculo da suscetibilidade global das lesões Rim+ (expressa em ppb: partes por bilhão), comparada ao valor de referência do LCR;
      • cálculo de suscetibilidade de Rim e núcleo, separadamente.

3. Avaliação de lesões ativas avaliando:

   1. Número de lesões com realce contrastográfico (avaliação qualitativa);
   2. Tipo de realce (nodular ou em concha). Os vários parâmetros serão avaliados por três operadores (radiologistas com experiência em neurorradiologia), com concordância consensual e dupla checagem 4 meses após a primeira avaliação.

PET Será utilizado um protocolo ligeiramente abreviado com uma aquisição dinâmica de 30 minutos imediatamente após a injeção de 18F-Florbetaben seguida de uma aquisição atrasada de 20 minutos (esta realizada entre 90 e 110 minutos após a injeção). O traçador se liga ao NAWM e em menor extensão às placas ativamente desmielinizantes, que serão quantificadas. Além disso, uma metodologia objetiva semi-quantitativa será usada para obter dados sobre o grau de desmielinização dos diferentes casos examinados, comparando os dados da região de interesse em investigação com a captação do NAWM e uma captação da área de referência.

Em particular, a semiquantificação prevista é um SUVr onde as ROIs de captação são as lesões pré-segmentadas pelo neurorradiologista na RM (sequências FLAIR e T1), enquanto para as ROIs de referência serão avaliadas várias possibilidades: as ROIs de captação contralateral (i.e. na substância branca, se aparentemente normal na ressonância magnética), os pontos quentes da substância branca na aquisição tardia, a média da substância branca com exclusão dos ROIs de captação. O perfil de captação dinâmica desde a aquisição precoce também será avaliado, usando diferentes reconstruções temporais.

Esta avaliação semiquantitativa será realizada em colaboração com colegas da Medicina Nuclear e do Instituto Nacional de Física Nuclear de Gênova, que possuem ampla experiência na área e publicaram recentemente métodos semiquantitativos para a avaliação da investigação PET na doença de Alzheimer .

Tamanho da amostra

Trata-se de um estudo exploratório de correlação entre achados clínicos, laboratoriais, de RM e PET. Considerações sobre o tamanho da amostra são omitidas no presente estudo e podem ser incluídas e aperfeiçoadas em futuros estudos confirmatórios.

Resultados esperados O principal objetivo do estudo será verificar a presença de correlações entre imagens de PET e RM indicativas de atividade inflamatória crônica (placas latentes), de aparente ausência de atividade inflamatória (placas silenciosas sem borda microglial) ou indicativas de inflamação mais recente atividade, em áreas de realce de contraste ou em áreas T2/Flair positivas de início não distante.

Os dados do PET serão correlacionados com parâmetros de ressonância magnética convencional, e com dados clínicos e laboratoriais. A descoberta de correlações significativas apoiaria o papel do PET como uma ferramenta útil para avaliar a atividade de desmielinização e remielinização, que pode ser característica de uma determinada fase da doença ou mesmo possivelmente de tipos específicos de pacientes individuais.

Particular atenção será dada ao estudo de lesões crônicas, considerando os resultados promissores relatados em estudos recentes que mostram a possibilidade de distinguir lesões silenciosas de lesões crônicas ativas (denominadas "sem chamas") caracterizadas por um núcleo de desmielinização completa e uma periferia com elementos microgliais/macrófagos ativados .

A presença desta 'borda periférica' pode ser avaliada quantitativamente in vivo por QSM (Mapeamento Quantitativo de Suscetibilidade) sequências de ressonância magnética com estudo de campo magnético 3T com boa confiabilidade em comparação com o correlato histológico.

A associação e fusão de dados estruturais de imagens de RM (relacionados a áreas de desmielinização e depósitos de ferro) com dados de PET (relacionados a depósitos amilóides) podem permitir identificar melhor, dentro de uma coorte de pacientes com lesões desmielinizantes crônicas, lesões do tipo latente onde a desmielinização processo ainda está em curso e que, portanto, além de indicar um fator preditivo para a falha do processo de remielinização, se correlacionam com uma maior duração da doença e um curso mais progressivo.

A dosimetria PET/CT com 18F-Florbetaben justifica-se pela relação risco/benefício para o paciente. Após a administração do radiofármaco, o paciente receberá inevitavelmente uma certa dose de radiação. A atividade a ser administrada foi fixada em 300 MBq, que está abaixo do limite superior de 360 ​​MBq, a fim de obter um exame PET de boa precisão diagnóstica com uma dose razoável de radiação.