Graue Substanz Myelinverluststark an MS Behinderung

Menschen mit multiple sklerose (MS) zu verlieren Myelin in der grauen Substanz des ihr Gehirn und der Verlust ist eng mit der Schwere der Erkrankung korreliert , entsprechend einer neuen Magnetresonanztomographie ( MRI ) Studie. Forscher sagten, die Ergebnisse könnten wichtige Anwendungen in der klinischen Studien und Therapieüberwachung haben . Die Studie erscheint online in der Zeitschrift Radiology .


Das Schema zeigt, wie ein MPF Karte von der Quelle von MR-Bildern berechnet. Imaging -Protokoll umfasst drei Gradienten - Echobilder mit variablen Flipwinkel , einen Gradienten - Echo-Bild mit nicht-resonanten Hochfrequenzsättigungermöglicht die Magnetisierungstransfer -Effekt (MT -Wichtung ) und ein Referenzbild , das eine ähnliche Gradienten -Echo- Bild ohne erhalten ist Sättigung. Darüber hinaus wird ein MR Imager erstellt Karten des Hauptmagnetfeldes (B0 ) und Radiofrequenzfeld (B 1 ), die verwendet werden, um Fehler, die durch imperfectness Hardware Scanners zu korrigieren sind . MPF -Maps werden Voxel für Voxel berechnet in zwei Schritten (A ) und ( B) , mit einer speziellen Software von den Autoren entwickelte . Während des ersten Schritts (A ), eine Karte von der Längs Relaxationsrate (R1) erzeugt wird, wie in der Literatur beschrieben. Diese Karte zusammen mit einem MT -gewichtete Bild und einem Referenzbild verwendet, um einen MPF Karte in der zweiten Stufe (B) auf der Grundlage eines iterativen Algorithmus vor kurzem von den Autoren beschrieben, zu berechnen.
Bildnachweis: Radiological Society of North America

Verlust von Myelin , die Fettschutzmantelum die Nervenfasern , ist eine Eigenschaft von MS , einer entzündlichen Erkrankung des zentralen Nervensystems, die zu einer Vielzahl von schweren neurologischen Symptome und Behinderung führen kann. MS wird typischerweise als eine Krankheit des Gehirns signalleitend weißen Substanz , wobei Myelin häufigsten , aber Myelin ist auch in kleineren Mengen in der grauen Substanz vorhanden ist, im Gehirn Informationsverarbeitungszentrum , das sich in erster Linie aus Zellkörpern besteht. Obwohl die Myelingehalt in der grauen Substanz klein ist, ist es immer noch , um die ordnungsgemäße Funktion von großer Bedeutung , da es ermöglicht, den Schutz der dünnen Nervenfasern verbinden benachbarte Bereiche der Hirnrinde nach Vasily L. Yarnykh , Ph.D., Associate Professor in der Abteilung für Radiologie an der Universität von Washington in Seattle .


Dies sind beispielsweise axiale Abschnitte eines dreidimensionalen MPF Karte (A) von einer 63 - jährigen Frau mit SPMS Krankheitsverlauf und die Ergebnisse der Hirngewebe Segmentierung (BD) erhalten . Segmentierungsmaskenentsprechend der weißen Substanz (WM ) (B) , der grauen Substanz (GM) (C ) und Läsionen ( D) wurden verwendet , um den mittleren MPF Werte in jedem Gewebe zu berechnen.
Bildnachweis: Radiological Society of North America

" Die Tatsache, dass MS-Patienten verlieren Myelin nicht nur in Weiß , sondern auch in der grauen Substanz wurde von früheren Post-mortem- pathologische Studien nachgewiesen worden ", sagte er . "Allerdings ist die klinische Bedeutung der Myelinverlust oder Demyelinisierung der grauen Substanz wurde nicht wegen des Fehlens von geeigneten bildgebenden Verfahren festgelegt. "

Um mehr über die Zusammenhänge zwischen MS und Demyelinisierung in beiden weißen und grauen Substanz zu lernen, Dr. Yarnykh und Kollegen verwendeten eine raffinierte MRI -Technik, die Informationen über den Inhalt von biologischen Makromolekülen bietet - Moleküle im Gewebe vorhanden ist und von einer großen Zahl von Atomen zusammengesetzt , wie Proteine, Lipide und Kohlenhydrate . Das neue Verfahren , wie makromolekulare Protonen Fraktion ( MPF) Mapping bekannt ist, hat in der Vergangenheit wegen der Länge der Zeit für die Datenerfassung erforderlich behindert , aber Verbesserungen ermöglichen jetzt wesentlich schnellere Erzeugung von Ganzhirn- Karten , die die makromolekulare Gehalt in Geweben spiegeln .

" Das Verfahren nutzt eine Standard- MRT-Scanner und erfordert keine spezielle Hardware - nur ein paar Software-Modifikationen ", sagte Dr. Yarnykh . " MPF Mapping ermöglicht quantitative Bewertung der mikroskopischen Demyelinisierung im Hirngewebe , die normal aussehen auf klinische Bilder , und ist die einzige bestehende Verfahren in der Lage, die Myelingehalt in der grauen Substanz zu bewerten. "

Die Forscher untersuchten 30 MS-Patienten , darunter 18 mit schubförmig-remittierender MS (RRMS ) , der häufigsten Form von MS zunächst diagnostiziert , und 12 mit der fortschrittlicheren Art von Krankheit als sekundär progredienter MS ( SPMS ) bekannt. Vierzehn gesunde Kontrollpersonen wurden in die Studie eingeschlossen. Jeder Teilnehmer unterzogen MRT bei einem 3- Tesla -Imager , und die Forscher rekonstruierten 3D- Whole-Brain MPF Karten bei normal erscheinenden weißen Substanz , graue Substanz und MS-Läsionen zu suchen. Die Forscher weiter , die Ergebnisse ihrer bildgebenden Verfahren mit klinischen Tests charakterisieren neurologischen Funktionsstörungen bei MS-Patienten verglichen.

Die Ergebnisse zeigten , dass MPF war sowohl in der grauen und weißen Substanz in RRMS-Patienten im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen signifikant niedriger , und wurde auch in beiden normal erscheinenden Hirngewebe und Läsionen von SPMS -Patienten im Vergleich zu Patienten mit RRMS der größte relative Abnahme der grauen deutlich reduziert Materie. MPF im Hirngewebe von MS-Patienten signifikant mit einer körperlichen Beeinträchtigung korreliert und die stärksten Assoziationen wurden für graue Substanz gefunden.

" Das wichtigste Ergebnis der Studie ist , dass der Verlust von Myelin im grauen Zellen von MS in seiner relativen Menge verursacht wird, ist vergleichbar oder sogar größer als in der weißen Substanz ", sagte Dr. Yarnykh . " Darüber hinaus ist die graue Substanz Demyelinisierung viel weiter fortgeschritten bei Patienten mit sekundär progredienter MS , und es ist sehr stark für die Patienten" Behinderung . Daher glauben wir, dass Informationen über die grauen Zellen Myelin Schäden bei MS ist der primäre klinische Relevanz . "

Die verbesserte Technik hat potenziell bedeutende Anwendungen für MS-Behandlungen gezielt zu schützen und wiederherzustellen Myelin.

" Erstens kann diese Methode ein objektives Maß für die Krankheitsprogression und den Behandlungserfolg in klinischen Studien zur Verfügung stellen ", sagte Dr. Yarnykh . " Und zweitens Bewertung sowohl grauen und weißen Substanz Schäden mit dieser Methode kann ein Patient -Management-Tool in der Zukunft werden. "

Dr. Yarnykh und Kollegen führen derzeit weitere Forschung über die neue Methode mit der Unterstützung der National Multiple Sclerosis Society und der National Institutes of Health .

"Diese Studie wurde an die Teilnehmer an einem einzigen Punkt in der Zeit getan ", sagte er . " Jetzt wollen wir MS-Patienten mit Steuer Teilnehmer vergleichen , um zu sehen , wie Myelingehaltim Laufe der Zeit weiterentwickeln. Wir planen weiter , um unsere Methode an das Rückenmark Bildgebung erweitern und testen, ob die kombinierte Bewertung der Demyelinisierung im Gehirn und Rückenmark könnte besser erklären Behinderungsprogression im Vergleich zu Hirn Demyelinisierung in Ruhe. "