Projekti / Programi
Vloga MRI pri odkrivanju minimalne hepatične encefaloptije
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 3.03.00 |
Medicina |
Nevrobiologija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| B000 |
Biomedicinske vede |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| 3.01 |
Medicinske in zdravstvene vede |
Temeljna medicina |
hepatična encefalopatija, magnetna resonanca, DWI, DKI, DTI, QSM, MRS, MEGA-PRESS
Raziskovalci (9)
Organizacije (2)
Povzetek
POVZETEK
1. Znanstvena izhodišča
Glavni dejavnik za nastanek jetrne ciroze (JC) je preveliko uživanje alkohola. Projekcije kažejo na povečanje incidence JC v prihodnosti. Komplikacije JC so 14. najpogostejši vzrok smrti na svetu in 4. v Srednji Evropi. Pomemben zaplet JC je hepatična encefalopatija (HE), ki je, povezana s povečano smrtnostjo. Posebno pomembna je prepoznava minimalne HE (mHE), definirane kot HE brez jasnih kliničnih simptomov in znakov, a s subtilnimi spremembami kognicije prepoznavnimi s psihometričnimi testi. Zgodnja prepoznava mHE omogoči hitro zdravljenje z laktulozo in/ali rifaksiminom, ki izboljša kvaliteto življenja bolnikov. Patofiziološki mehanizmi HE so kompleksni. Pomembno vlogo imajo amonijak, citokini, motnje perfuzije, depoziti mangana in nevrotransmiterji (npr. GABA), kar vodi v motnje delovanja celic živčnega sistema.
2. Predstavitev problema
Diagnoza mHE:
Ugotavljanje mHE v klinični praksi je časovno potratno, subjektivno in nezanesljivo.
Patofizološki mehanizmi mHE:
Raven amonijaka ima pri okvarah nevronov in astrocitov ključno vlogo, vendar mehanizmi teh učinkov niso dobro poznani. V naši študij bomo na bolnikih s HE neinvazivno preučevali metabolne in strukturne spremembe v možganih z uporabo naprednih MR tehnik.
3. Cilji raziskave
Izboljšanje diagnoze mHE
MRI in MRS sta neinvazivni metodi, s katerima lahko rezultate kvantificiramo. Razvili bomo postopke za hitrejšo in objektivnejšo prepoznavo mHE. Iz korelacije med psihometričnimi testi in rezultati MR bomo opredelili senzitivnosti ter specifičnost MR in MRS pri diagnostiki mHE.
Patofizološki mehaznimi HE
Z naprednimi MR in MRS tehnikami bomo izmerili razmerja nevrotransmiterjev v možganih in spremembe difuzijskih parametrov ter s tem razjasniti mehanizme razvoja mHE
4. Izvirnost pričakovanih rezultatov
Multimodalno slikanje z MR, ki bo uporabljeno v tem projektu, še ni bilo uporabljeno za študij HE. Uporabili bomo napredne MR metode, ki še niso v klinični uporabi in zahtevajo posebna znanja ter multicentrično sodelovanje. Z njimi bomo raziskovali patofizološke mehanizme HE.
5. Metode dela
Vključili bomo bolnike z mHE ter bolnike z razvito HE. Skupina kontrolnih zdravih preiskovancev (ZK) bo starostno primerljiva.
Stopnjo mHE/HE bomo določili po West-Haven (WH), stopnjo JC pa po Child-Pugh lestivci. Bolniki in ZK bodo vljučeni, če ne bo kontraindikacij za slikanje z MR. Pri bolnikih bomo postopali po tem protokolu:
- udeležencem predstavili pomen in cilj študije
- v primeru strinjanja s sodelovanjem v raziskavi bodo dali pisni pristanek
- odredili ustrezne teste jetrne funkcije
- izvedli »Critical Flicker Frequency Test« in nevropsihiatrični test
- izvedli MR slikanje.
Pred MR preiskavo bomo preverili možne kontraindikacije za MR slikanje. MR protokol bo enak za vse preiskovance in bo obsegal strukturne slike možganov vključno s slikanjem difuzijskih parametrov (DWI, DKI), QSM ter MRS z MEGA-PRESS sekvencami.
Skupina ZK bo opravila isti protokol kot bolniki z mHE/HE, vključno z pregledom krvi za ugotavljanje izključitvenih kriterijev.
6. Relevantnost in potencialni vpliv rezultatov
Projekt bo obravnaval še premalo raziskane mehanizme HE z novim multimodalnim pristop z MR. V prihodnosti bo lahko MR služila za prepoznavo mHE, kar bi bistveno pospešilo postavitev diagnoze in s tem pričetek zdravljenja.
7. Organiziranost in izvedljivost projekta
MR slikanje in analiza podatkov bosta potekala na ULMF, QSM v sodelovanju z MU v Gradcu in optimizacija protokolov ter analiza strukturnih podatkov na Akademskem raziskovalnem centru SZD.
8. Opombe
Za QSM je nujno sodelovanje z avstrijskim partnerjem.
Pomen za razvoj znanosti
Patofiziološki mehanizmi HE (slika 1) so kompleksni in vpletajo več dejavnikov. Pomembno vlogo imajo amonijak, vnetni citokini, depoziti mangana in nevrotransmiterji, npr. GABA. Kompleksne interakcije med naštetimi snovmi povzročajo funkcionalne motnje celic živčnega sistema, vendar natančni mehanizmi še niso dobro poznani. Večina dosedanjih študij je bila izvedena na živalskih modelih in celičnih kulturah, uporaba MRI pa je bila razmeroma redka in omejena na klasične MR tehnike.S predlagano raziskavo bomo pojasnili difuzijske motnej v možganih in spremembe v koncentraciji metabolitiv pri bolnikih z jetrno cirozo in hepatično encefalopatijo.
Pomen za znanost rezultatov tega projekta je v naslednjih novih dognanjih:
Detekcija majhnih premikov vode na celičnem nivoju, paramagnetnih depozitov pri mHE in HE ter njihov pomen pri patofiziologiji bolezni. Z naprednimi MR in MRS tehnikami bomo in-vivo zaznali spremembe v koncentraciji vode v celici, depozite kovin in strukturne spremembe. Rezultati bodo omogočili kritično primerjavo rezultatov pridobljenih na bolnikih v primerjavi z rezultati iz prejšnjih študiji, ki so bili pridobljeni na živalskih ter celičnih modelih.
Ugotovitev sprememb v koncentraciji nevrotransmiterja GABA mHE in HE pri nevronskem signaliziranju. Striatum ima pomembno vlogo pri načrtovanju gibov, motivaciji in procesih nagrajevanja. Z MEGA-PRESS bomo izmerili minimolarne koncentracije metabolita GABA, ki je najpomembnejši inhibitorni nevrotransmiter v možganih. S tem lahko opredlimo zgodnje in pozne okvare striatuma pri mHE in HE.
Potencialna vloga MR tehnik pri prepoznavi mHE v kliniki. MR in MRS sta neinvazivni in varni metodi, ki bi jih lahko v prihodnje uporabljali za hitrejšo prepoznavo mHE. Rezultati projekta bodo omogočili opredelitev vlogo in natančnosti MR ter MRS pri diagnozi mHE.
Pomen za razvoj Slovenije
Development of HE in patients with LC is not fully understood due to complex pathogenesis. Besides osmotic effects chronic ammonia exposure also causes a shift in the balance between inhibitory and excitatory neurotransmission towards a net increase in inhibitory neurotransmission. Most data came from studies on cell cultures and animal models and only a few studies have been performed using non-invasive magnetic resonance (MR) imaging and spectroscopy (MRS) on patients with HE. Therefore the exact mechanisms of impairment of neurons and glial cells in mHE/HE remains poorly understood.
The results of this project are relevant for providing the following answers:
Detection of minimal brain water shifts, paramagnetic deposits in mHE and HE involved in pathophysiological mechanisms of HE development. With advanced MR techniques such as DKI and QSM, in-vivo detections of small water shifts content, intracerebral edema and brain deposits are feasible. This will also offer the possibility to compare and evaluate the results from previous studies on animal models and cell cultures
Assessment of the role of GABA in in mHE and HE. Striatum has a crucial role in movement planning, decision-making, motivation and reward processes With MEGA-PRESS, millimolar concertation of GABA, the most important inhibitory neurotransmitter in the brain, can be reliably detected. This will provide evidence for early and late impairment of striatum in mHE/HE.
The potential use of various MR techniques in detecting mHE in clinical environment. MR is a non-invasive and safe method that could have an essential role in detecting mHE. We will assess the sensitivity and specificity of MR imaging in mHE diagnosis with emphasis on multimodal imaging technique.
