Edistynyt aivokuvantaminen multippeliskleroosissa: MRI, PET-CT ja OCT

Hyppää kohtaan

• Keskeiset kuvantamismenetelmät MS-taudissa
• Optisen koherenssitomografian rooli
• PET-CT-kuvantamisen edistysaskeleet ja merkkiaineet
• Mikroglian aktivaatio ja leesioiden heterogeenisuus
• Tulevaisuuden diagnostiset ja ennusteelliset työkalut
• Koko haastattelu

Keskeiset kuvantamismenetelmät MS-taudissa

Multiplen skleroosin diagnostiikka ja seuranta nojaavat vahvasti edistyneisiin aivokuvantamisteknologioihin. Alan johtava asiantuntija, professori Paul Matthews, käsittelee laajentuvia kuvantamismenetelmiä. Magneettikuvaus (MRI) on edelleen kulmakivi aivovaurioiden ja taudin aktiivisuuden arvioinnissa. Uudemmat tekniikat kuten positroniemissiotomografia (PET) ja optinen koherenssitomografia (OCT) tarjoavat kuitenkin täydentävää tietoa. Nämä työkalut antavat kokonaisvaltaisemman kuvan taudin vaikutuksesta aivoihin ja hermostoon.

Optisen koherenssitomografian rooli

Optinen koherenssitomografia on nousemassa yhä tärkeämmäksi työkaluksi multippeliskleroosin etenemisen seurannassa. Kuten professori Paul Matthews selittää, OCT visualisoi ja määrittää tarkasti tiettyjä verkkokalvon kerroksia. Se mittaa hermokuitukerroksen ja ganglionisolmukerroksen paksuuden. Molemmat näistä verkkokalvon rakenteista muuttuvat mitattavasti taudin edetessä. Tämä tarjoaa klinikoille invasiivittoman ikkunan neurodegeneraatioon ja antaa arvokasta ennusteellista tietoa.

PET-CT-kuvantamisen edistysaskeleet ja merkkiaineet

Positroniemissiotomografia yhdistettynä tietokonetomografiaan (PET-CT) on vakiinnuttamassa asemaansa vahvana diagnostisena työkaluna. Professori Paul Matthews huomauttaa sen kasvavasta käytöstä multippeliskleroosin kliinisissä tutkimuksissa. Vaikka fluorideoksiglukoosi (FDG) PET -skannaukset mittaavat synapsien aktiivisuutta ja aivosolujen toimintaa, uudemmat merkkiaineet ovat spesifisempiä. Erityiset molekyylimerkkiaineet tunnistavat herkästi mikroglian ja astrosyyttien aktivaation. Nämä merkkiaineet kohdistuvat esimerkiksi 18 kDa mitokondriaalisen siirtäjäproteiinin kaltaisiin molekyyleihin, tarjoten syvällisempiä biologisia oivalluksia.

Mikroglian aktivaatio ja leesioiden heterogeenisuus

Tutkimus uusilla PET-merkkiaineilla on paljastanut merkittävää vaihtelua multippeliskleroosin leesioiden välillä. Professori Paul Matthews kuvailee, miten kuvantaminen osoittaa voimakasta mikroglian aktivaatiota joissakin kroonisissa leesioissa, mutta ei toisissa. Tämä vaihtelu korostaa neurotulehduksellisen prosessin monimutkaista ja vaihtelevaa luonnetta MS-taudissa. Aivokuorileesioiden luokittelu mikroglian aktiivisuuden perusteella, standardi MRI-löydösten lisäksi, tarjoaa hienovaraisemman ymmärryksen taudin patologiasta ja sen yhteydestä kliiniseen etenemiseen.

Tulevaisuuden diagnostiset ja ennusteelliset työkalut

Multiplen skleroosin kuvantamisen tulevaisuus sisältää sekä olemassa olevien työkalujen uudelleenkäytön että uusien kehittämisen. Professori Paul Matthews ehdottaa, että klassiset amyloidi-PET-markerit voitaisiin hyödyntää myeliinitiheyden laadullisina indekseinä. Tämä täydentäisi MRI-tekniikoita kuten magnetisaatiosiirtokuvaus. Lisäksi muita PET-radioliigandeja, jotka tunnistavat esimerkiksi inhibitoivien synapsien läsnäolon, on tulossa. Professori Paul Matthewsin mukaan nämä edistysaskeleet parantavat diagnostista tarkkuutta ja auttavat räätälöimään hoitoja tehokkaammin potilaskohtaisesti.

Koko haastattelu

Tohtori Anton Titov: Olette aivokuvantamisteknologioiden johtava asiantuntija. Perustitte maailmanlaajuisesti johtavan aivojen toiminnallisen magneettikuvauksen keskuksen Oxfordin yliopistoon. Rakensit GlaxoSmithKlinen sisäisen kliinisen kuvantamisohjelman Imperial College Londonin Hammersmith-sairaalalueella. Sen jälkeen johdit GSK:n kliinistä kehitysohjelmaa multippeliskleroosissa. Nyt olette palanneet akateemiseen tutkimukseen ja johdatte Imperial College Londonin aivotieteiden osastoa.

Miten näette MRI-aivokuvantamisteknologian kehittyvän seuraavien 5–10 vuoden aikana?

Professori Paul Matthews: No, olette hyvin antelias esittelyssänne, Anton. Tarkkuuden vuoksi, johdin multippeliskleroosin kuvantamisohjelmaa GSK:ssä, mutta en koko multippeliskleroosia. Tuo ohjelma oli tuolloin paljon laajempi.

Kysymys siitä, mihin MRI-aivokuvantaminen on menossa, on mielenkiintoinen. Koska mielestäni olemme erittäin jännittävässä vaiheessa.

Ensinnäkin, menetelmien kirjo, jota voimme käyttää multippeliskleroosin ja sen seurausten tutkimiseen, laajenee jatkuvasti. Viimeisen vuosikymmenen aikana olemme nähneet optisen koherenssitomografian (OCT) tulon. OCT on yhä tärkeämpi työkalu multippeliskleroosipotilaiden etenemisen arvioinnissa.

Optisella koherenssitomografialla voidaan visualisoida ja mitata tarkasti verkkokalvon hermokuitukerros ja ganglionisolmukerros. Molemmat nämä verkkokalvon kerrokset osoittavat muutoksia multippeliskleroosin edetessä.

Toinen edistysalue multippeliskleroosin aivokuvantamisessa on myös olemassa. Olemme nähneet diagnostisten menetelmien kirjon laajenemisen. Niitä alettiin käyttää yleisemmin multippeliskleroosin kliinisissä tutkimuksissa.

Nämä ovat positroniemissiotomografia eli PET -menetelmiä. Vuosikymmen sitten oli varhaisia osoituksia fluorideoksiglukoosi-PET:n mahdollisesta hyödystä. Tämä on klassinen glukoosiskannaus. PET-CT tarjoaa tietoa aivosolujen synapsien tiheydestä ja toiminnasta.

Viime aikoina työ on laajentunut useissa ryhmissä. Käytämme joukkoa erityisiä molekyylimerkkiaineita, jotka tunnistavat herkästi aivojen mikroglian ja astrosyyttien aktivaation eri näkökohdat. Tarkastelemme esimerkiksi 18 kDa mitokondriaalisen siirtäjäproteiinin ilmentymistä.

Tämä työ tarjoaa jo tärkeää oivallusta multippeliskleroosista. Työmme korostaa kroonisten leesioiden vaihtelua multippeliskleroosissa. Osoitimme, että jotkin multippeliskleroosin leesiot liittyvät voimakkaaseen mikroglian aktivaatioon, toiset eivät.

Tämä osoittaa, missä määrin aivokuoren mikroglia voi aktivoitua. Alamme määritellä aivokuorileesioita.

Tohtori Anton Titov: Multiplen skleroosin leesiot määritellään mikroglian aktivaation perusteella. Toiset leesiot määritellään MRI:n perusteella. Molemmat diagnostiset menetelmät liittyvät todennäköisesti toisiinsa.

MRI ja PET tarjoavat mahdollisesti lisädiagnostisia mittareita. PET ja MRI auttavat ymmärtämään etenevässä multippeliskleroosissa sairastavien potilaiden ennustetta. Mutta meidän on tehtävä enemmän tutkimusta, koska nämä tiedot ovat varhaisvaiheessa.

Tuoreemmat PET-kuvantamistulokset viittaavat tärkeään multippeliskleroosin hoidon arviointiin. Saattaa olla käytännöllisiä tapoja tarjota lisäindeksi aivojen myeliinin eheydestä. On olemassa klassisia amyloidimarkkereita, joita nyt käytetään potilaiden, joilla on muistioireita, diagnostiseen luokitteluun.

Professori Paul Matthews: Saatamme pystyä uudelleenkäyttämään amyloidimarkkereita ainakin laadullisina myeliinitiheysindekseinä. Tämä diagnostinen menetelmä voi täydentää MRI-tekniikoita kuten magnetisaatiosiirron mittauksia.

Tohtori Anton Titov: On myös runsas tulevaisuus muiden PET-radioliigandien soveltamiselle. Jotkut PET-ligandit tunnistavat esimerkiksi aivojen inhibitoivien synapsien läsnäolon.

Professori Paul Matthews: On myös enemmän vaihtoehtoja parantaa diagnostista ja hoidollista tarkkuutta multippeliskleroosipotilailla.