Zaawansowana analiza MRI stwardnienia rozsianego
Stwardnienie rozsiane (SM) jest chorobą autoimmunologiczną ośrodkowego układu nerwowego, która dotyka miliony osób na całym świecie, powodując zaburzenia ruchowe, czuciowe, poznawcze i emocjonalne. Choroba charakteryzuje się tym, że układ odpornościowy atakuje osłonkę mielinową – otoczkę, która chroni komórki nerwowe i zapewnia przekazywanie sygnałów. Do diagnozowania SM wykorzystuje się szereg metod rezonansu magnetycznego, za pomocą których obrazowane są różne charakterystyczne zmiany chorobowe, takie jak obecność blaszek w obrębie istoty białej. Naukowcy stosują również funkcjonalne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (fMRI), aby badać zmiany w funkcjonowaniu mózgu u chorych na SM, a także metodę ilościowego mapowania podatności (QSM) w celu oceny dystrybucji żelaza w obrębie zmian w istocie białej jako wskaźnika aktywności choroby.
Nowe metody MRI
Wykrywanie blaszek i zmian oraz ocena objawów klinicznych to dwa parametry wykorzystywane do klasyfikacji pacjentów według różnych fenotypów chorobowych, które dzielą się na klinicznie izolowany zespół (CIS), postać rzutowo-remisyjną, postać pierwotnie postępującą i postać wtórnie postępującą. Kluczowym celem projektu MS-fMRI-QSM było opracowanie metody zapewniającej jednocześnie informacje o zmianach funkcjonalnych i strukturalnych powodowanych przez stwardnienie rozsiane we wczesnym stadium. Jego osiągnięcie dałoby możliwość wykorzystania tej metody do określania, u których pacjentów postać rzutowo-remisyjna choroby przechodzi do postępującej. Badania zostały przeprowadzone dzięki wsparciu w ramach programu działań „Maria Skłodowska-Curie” (MSCA), a polegały one na opracowaniu metody MRI, która pozwala na pozyskanie zarówno danych funkcjonalnych, jak i strukturalnych na podstawie pojedynczego pomiaru. „W badaniach nad stwardnieniem rozsianym skany QSM i fMRI są pozyskiwane oddzielnie, ale to albo nie zawsze jest wykonalne, albo któryś z obrazów może być nieprawidłowy na skutek ruchu”, wyjaśnia Simon Robinson, stypendysta MSCA. Naukowcy opracowali więc nową metodę, za pomocą której możliwa była ekstrakcja danych QSM o wysokiej rozdzielczości ze skanów fMRI. Niestety, mimo że technika łącząca QSM i fMRI okazała się szybsza, była też podatna na występowanie tzw. artefaktów technicznych spowodowanych zniekształceniem obrazowania. Metoda opracowana w projekcie MS-fMRI-QSM pozwoliła na korekcję zniekształceń w obrazowaniu funkcjonalnym oraz zakłóceń spowodowanych czynnością oddechową i pracą serca.
Wgląd w mechanizm choroby
Kolejnymi krokami zespołu naukowego będą ocena jakości danych QSM wygenerowanych za pomocą nowej metody oraz powiązanie zmian w dystrybucji i funkcji żelaza z objawami klinicznymi. Zestawienie danych dotyczących akumulacji żelaza z oceną stopnia demielinizacji i zaburzeń sieci funkcjonalnych w różnych fenotypach choroby pomoże zidentyfikować ich charakterystyczne cechy. Ponadto analizy te utorują drogę do zrozumienia mechanizmów leżących u podstaw progresji choroby z rzutowo-remisyjnej bez niepełnosprawności do postaci rzutowo-remisyjnej z niepełnosprawnością. „Mamy nadzieję, że dzięki przyspieszeniu pozyskiwania danych i generowaniu kolokalizowanych pomiarów zmian w strukturze i funkcji uda się zidentyfikować biomarkery na potrzeby obrazowania SM”, podkreśla Robinson.
Zalety i prognozy kliniczne
Jedną z kluczowych zalet metody MS-fMRI-QSM jest niespotykana rozdzielczość, jaką oferuje w porównaniu z wcześniejszymi badaniami stwardnienia rozsianego za pomocą fMRI. Ponadto powtarzanie skanów pozwala lepiej zrozumieć odpowiedź na leczenie, dzięki czemu lekarze mogą monitorować progresję choroby i w razie potrzeby zmieniać przepisane leki. Ostatecznym celem jest umożliwienie diagnozowania SM we wcześniejszym stadium, tak by pacjenci mogli rozpocząć leczenie, zanim dojdzie do bardziej rozległych uszkodzeń. Uczeni wierzą, że obrazowanie metodą fMRI-QSM przyczyni się do poprawy stanu zdrowia i wydłużenia życia pacjentów oraz odciążenia zarówno ich opiekunów, jak i systemu opieki zdrowotnej. Co więcej, metodę tę można zastosować do pozyskiwania danych QSM w przypadku wielu innych schorzeń.
Słowa kluczowe
MS-fMRI-QSM, stwardnienie rozsiane (SM), funkcjonalne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (fMRI), ilościowe mapowanie podatności (QSM), biomarkery
