Metabolische en structurele veranderingen gedetecteerd in het brein bij MS-aanvang

november 2020 Wetenschap Marjolein Groot

Een beter begrip van het breinweefsel en metabolische afwijkingen in de hersenen van patiënten in een vroeg stadium van MS kan veel informatie verschaffen over de pathofysiologie. Dr. Sara Collorone onderzocht daarom de hersenen van MS-patiënten bij de eerste demyeliniserende gebeurtenis. Ze gebruikte hiervoor een multiparametrische MRI-aanpak om zo klinisch relevante aanpassingen te kunnen ontdekken die met een conventionele MRI niet zouden worden gedetecteerd in het brein van een patiënt in een vroeg MS-stadium.

NODDI en 23Na-MRI

Het onderzoek werd uitgevoerd met behulp van neurietoriëntatiedispersie en -dichtheid imaging (NODDI) om zo informatie over de neuro-axonale dichtheid en spatiële dispersie te verkrijgen. Daarnaast werd een natrium-MRI (23Na-MRI) uitgevoerd om de totale natriumconcentratie te bepalen en hiermee neuro-axonale metabolische afwijkingen en verlies.

Multiparametrische MRI

Er werden 42 patiënten geïncludeerd met het klinisch geïsoleerd syndroom (CIS) of patiënten die binnen 3 maanden na start van de studie MS ontwikkelden. Hiernaast werden 16 gezonde controles geïncludeerd. Deze 58 deelnemers ondergingen een 3T-scan, waarmee de structuur van het brein en het ruggenmerg werd blootgelegd. Bovendien ondergingen zij NODDI. Hiermee werd de neurietdichtheidindex (NDI) en oriëntatiedispersie-index (ODI) bepaald in normaal ogende witte stof, wittestoflaesies en grijze stof. Dit zou het kruisen en uitwaaieren van de neurieten reflecteren. Daarnaast werden 32 patiënten en 13 controles gescand middels een 23Na-MRI en zo de totale natriumconcentratie bij hen bepaald.

Verhoogde 23Na en oriëntatiedispersie

In de normaal ogende witte stof, inclusief het corpus callosum, bleken MS-/CIS-patiënten een hogere oriëntatiedispersie-index en totale natriumconcentratie te vertonen dan gezonde controles. Er werd daarentegen een lagere neurietdichtheidindex gevonden bij de MS-/CIS-patiënten dan bij de controles. Qua grijze stof werd er verminderde ODI gezien in de frontale, pariëtale en temporale cortex van patiënten. Ook werd een lagere NDI gezien in de pariëtale, temporale en occipitale cortex van de patiënten vergeleken met gezonde controles. Verder werd een hogere natriumconcentratie aangetroffen in de limbische en frontale cortex van patiënten. Er was geen algeheel verschil in breinvolume tussen patiënten en controles.

Bij MS-/CIS-patiënten was een hogere ODI in het corpus callosum verder geassocieerd met een verminderde prestatie op de getimede wandeltest (B=0,01; 99%-BI: 0,0001-0,02; p=0,009), onafhankelijk van brein- en laesievolumes. Een hogere natriumconcentratie in de linkerfrontale middelste gyrus was daarnaast geassocieerd met een hogere score op de uitgebreide invaliditeitsschaal (rs=0,5; p=0,005).

Rol corpus callosum

In normaal ogende witte stof van MS-/CIS-patiënten werd een verhoogde axonale dispersie aangetroffen, wat ook voornamelijk zichtbaar was in het corpus callosum. Daarnaast werd hierin een verminderde axonale dichtheid en natriumaccumulatie gezien. Dit impliceert dat het corpus callosum in een vroeg stadium van MS al kan worden beïnvloed door neurodegeneratie. Er was geen verschil in breinvolume aangetoond tussen de patiënten en controles. Wel bleek dat bij er patiënten in een voorstadium van MS een associatie was tussen verhoogde axonale dispersie in het corpus callosum en een verminderde wandelprestatie. Dit zou kunnen impliceren dat morfologische en metabolische veranderingen aan het corpus callosum kunnen bijdragen aan invaliditeitssymptomen van MS.

Referentie

ACTRIMS. Brain microstructural and metabolic alterations detected in vivo at the onset of the first demyelinating event.

X