(Alzheimer-Immagine: una risonanza magnetica dell’ippocampo, il centro della memoria del cervello, in una persona anziana senza segni di declino cognitivo (a sinistra) e in una persona di età simile con Alzheimer lieve (a destra) è stata analizzata con una nuova tecnica che mostra dove cellule cerebrali sane sono andate perse (aree scure). Una nuova ricerca della Washington University School of Medicine di St. Louis mostra che questo nuovo approccio alla risonanza magnetica può identificare il danno alle cellule cerebrali nelle persone nelle prime fasi dell’Alzheimer, prima che il restringimento dei tessuti sia visibile sulle tradizionali scansioni MRI. Credito: Satya Kothapalli/Scuola di Medicina).
La malattia di Alzheimer di solito viene diagnosticata in base ai sintomi, ad esempio quando una persona mostra segni di perdita di memoria e difficoltà a pensare. Finora, le scansioni cerebrali MRI non si sono rivelate utili per la diagnosi precoce nella pratica clinica. Tali scansioni possono rivelare segni di restringimento del cervello a causa dell’Alzheimer, ma i segni diventano inconfondibili solo alla fine del decorso della malattia, molto tempo dopo che il cervello è significativamente danneggiato e la maggior parte delle persone è stata diagnosticata con altri mezzi.
Ma una nuova ricerca della Washington University School of Medicine di St. Louis mostra che un’analisi matematica dei dati ottenuti con un nuovo approccio MRI può identificare il danno delle cellule cerebrali nelle persone nelle prime fasi dell’Alzheimer, prima che il restringimento dei tessuti sia visibile sulle scansioni MRI tradizionali e prima che insorgono sintomi cognitivi.
“Questo potrebbe essere un nuovo modo di utilizzare la risonanza magnetica per diagnosticare le persone con Alzheimer prima che sviluppino i sintomi”, ha affermato l’autore senior dello studio Dmitriy Yablonskiy, Ph.D., Professore di radiologia presso il Mallinckrodt Institute of Radiology dell’Università. “La tecnica richiede solo sei minuti per acquisire dati e può essere implementata su scanner MRI che sono già utilizzati in tutto il mondo per la diagnostica dei pazienti e le sperimentazioni cliniche”.
Pubblicato sul Journal of Alzheimer’s Disease, lo studio si basa su una nuova tecnica di risonanza magnetica quantitativa Gradient Echo (qGRE) sviluppata nel laboratorio Yablonskiy per mostrare le aree del cervello che non funzionano più a causa della perdita di neuroni sani.
“Utilizzando questa tecnica in pazienti con malattia di Alzheimer, abbiamo scoperto aree del cervello che sembrano normali sulla risonanza magnetica tradizionale, ma sembrano scure sulle immagini qGRE, che attribuiamo a una neurodegenerazione significativa“, ha affermato Satya VVN Kothapalli, Ph.D.,responsabile del personale esperto in radiologia e primo autore dello studio. “Queste aree le chiamiamo ‘materia oscura‘ “.
Mentre la risonanza magnetica tradizionale è in grado di mostrare dove le aree danneggiate del cervello sono diminuite di volume, la tecnica qGRE fa un ulteriore passo avanti, rilevando la perdita di neuroni che precede il restringimento del cervello e il declino cognitivo.
Il morbo di Alzheimer si sviluppa lentamente nel corso di due decenni o più prima che si manifestino i sintomi. Prima la proteina cerebrale amiloide-beta si accumula nelle placche nel cervello, poi un’altra proteina cerebrale, la tau, si fonde in grovigli e i neuroni iniziano a morire. Infine, l’atrofia tissutale diventa visibile sulle scansioni cerebrali MRI e insorgono sintomi cognitivi. Le persone nelle prime fasi della malattia possono essere identificate tramite scansioni cerebrali amiloide-PET o test per l’amiloide nel sangue o nel liquido cerebrospinale che circonda il cervello e il midollo spinale, ma tali test non forniscono informazioni sul danno neuronale.
Lo studio ha coinvolto 70 persone di età compresa tra 60 e 90 anni che sono state reclutate attraverso il Centro di ricerca sulla malattia di Alzheimer Charles F. e Joanne Knight (Knight ADRC). I partecipanti hanno completato ampi test clinici e cognitivi utilizzati per valutare il loro livello di deterioramento cognitivo. Il gruppo partecipante includeva persone senza deterioramento cognitivo e persone con menomazioni molto lievi, lievi o moderate.
Ogni partecipante è stato sottoposto a una scansione cerebrale PET o a un prelievo spinale per misurare la quantità di placche amiloidi nel suo cervello. Questi partecipanti sono stati anche sottoposti a scansioni cerebrali MRI.
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I ricercatori hanno applicato la tecnica qGRE MRI per scansionare l’ippocampo, il centro della memoria del cervello e una delle prime regioni cerebrali colpite dall’Alzheimer. I risultati hanno mostrato che l’ippocampo conteneva spesso una sezione di tessuto vitale con neuroni relativamente conservati e una zona morta di materia oscura praticamente priva di neuroni sani.
Queste aree di materia oscura erano presenti nelle persone che sono risultate positive all’amiloide, ma non presentavano ancora sintomi e sono diventate più grandi con il progredire della malattia. Rispetto alle tradizionali misurazioni MRI dell’atrofia cerebrale, i biomarcatori per la materia oscura si correlano molto meglio con i punteggi cognitivi individuali per la demenza da molto lieve a moderata.
Lo studio si basa e corrobora i risultati della ricerca sull’Alzheimer che ha avuto luogo presso la Washington University più di due decenni fa, quando l’Alzheimer è stato formalmente diagnosticato solo attraverso l’autopsia.
Nel 2001, John C. Morris, MD, Harvey A. e Dorismae Hacker Friedman Distinguished Professor of Neurology e Direttore del Knight ADRC, hanno condotto uno studio che ha esaminato il tessuto cerebrale di malati di Alzheimer deceduti e ha scoperto che le regioni cerebrali danneggiate avevano iniziato a perdere neuroni sani ben prima che la malattia causasse una significativa perdita di volume del cervello in queste aree.
Poi, all’inizio degli anni 2000, Tammie LS Benzinger, MD, Ph.D., Professore di radiologia e neurochirurgia e Direttore degli studi di imaging del Knight ADRC, è stato tra i pionieri del Mallinckrodt Institute of Radiology nell’uso delle scansioni cerebrali PET mirato all’amiloide-beta come strumento per rilevare l’Alzheimer.
Nel presente studio, scritto anche da Morris e Benzinger, i ricercatori hanno documentato la stessa relazione tra perdita neuronale e sintomi di Alzheimer utilizzando la tecnica non invasiva qGRE MRI in pazienti vivi.
Lavorando con il coautore Richard Perrin, MD, Ph.D., Professore associato di patologia e immunologia, il team di ricerca ha anche confermato questa relazione al microscopio esaminando i tessuti cerebrali che sono stati donati dopo la morte di un partecipante allo studio. L‘esame post mortem ha mostrato che la perdita neuronale nell’ippocampo supera effettivamente la perdita di volume del tessuto e che questi cambiamenti si riflettono bene nelle misurazioni MRI della materia oscura.
Yablonskiy e colleghi sono tra i tanti ricercatori che ora perseguono un test per l’Alzheimer a basso costo e facilmente accessibile come alternativa alle costose scansioni cerebrali PET e ai prelievi spinali invasivi ora utilizzati nelle impostazioni di ricerca per valutare la presenza e la progressione della malattia.
Un test del genere, in particolare uno in grado di identificare le persone in stadi molto precoci della malattia, fornirebbe un enorme impulso alla ricerca sull’Alzheimer, riducendo drasticamente i costi e il tempo necessari per lo screening dei pazienti per gli studi clinici, stimolando così lo sviluppo di nuovi trattamenti.
Mentre i ricercatori dell’Alzheimer continuano a perseguire trattamenti farmacologici per la malattia, la maggior parte concorda sul fatto che il successo del trattamento dipenderà dalla diagnosi precoce e dalla ricerca di modi per scongiurare il danno cerebrale prima delle fasi successive dell’Alzheimer.
Sebbene le scansioni PET e i prelievi spinali continuino a svolgere un ruolo importante nella ricerca sull’Alzheimer, entrambi presentano limitazioni che ne impediscono l’uso diffuso come strumento di screening per i primi segni della malattia.
Le scansioni cerebrali PET sono ancora il gold standard per rilevare i segni dell’Alzheimer, ma le macchine sono costose e raramente disponibili per la diagnosi di routine dei pazienti, molto meno lo screening clinico diffuso. Le scansioni PET richiedono anche l’iniezione di un tracciante radioattivo per l’imaging cerebrale.
Man mano che il morbo di Alzheimer progredisce, può essere rilevato testando le proteine tau nel liquido cerebrospinale, ma il campionamento richiede un prelievo spinale che potrebbe essere troppo invasivo per essere utilizzato come strumento di screening generale, specialmente per le persone che non hanno sintomi.
Un’altra opzione promettente per lo screening dell’Alzheimer, anch’essa in fase di sviluppo presso la Washington University, è un esame del sangue non invasivo e relativamente poco costoso che si è dimostrato estremamente accurato nel rilevare i primi segni dell’Alzheimer. Una versione commerciale dell’analisi del sangue è diventata recentemente disponibile per i medici negli Stati Uniti e in Europa, ma non è ancora coperta dall’assicurazione sanitaria.
Sebbene ogni approccio di test abbia i suoi punti di forza e di debolezza, la tecnica qGRE MRI potrebbe essere pronta per un’adozione precoce poiché si basa su una tecnologia MRI ampiamente disponibile in tutto il mondo, non è invasiva e può essere eseguita senza l’uso di traccianti radioattivi.
“Il nostro test qGRE offre un grande potenziale come strumento diagnostico precoce per la fase preclinica del morbo di Alzheimer, fornendo così un’ampia finestra per l’intervento terapeutico“, ha affermato Yablonskiy. “Ha anche un grande potenziale come tecnica di risonanza magnetica non invasiva disponibile in un ambiente clinico convenzionale per lo screening diffuso necessario per coinvolgere le persone con Alzheimer precoce nella sperimentazione clinica di farmaci”.
Fonte:Journal of Alzheimer’s Disease
