Detectando el declive cognitivo en pacientes con Parkinson a través de MRI
Este estudio explora cómo la resonancia magnética puede rastrear el deterioro cognitivo en la enfermedad de Parkinson con el tiempo.
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Tabla de contenidos
La enfermedad de Parkinson (EP) es conocida principalmente por sus problemas de movimiento, pero también provoca problemas graves no Motores, sobre todo cambios en el pensamiento y la memoria, lo que puede llevar a la demencia. Las personas con Parkinson tienen seis veces más probabilidades de desarrollar demencia en comparación con quienes no tienen la enfermedad. Esta demencia crea mayores desafíos en la vida diaria y suma más costos a la atención médica en comparación con otros tipos de demencia.
A medida que los científicos descubren nuevas maneras de tratar el deterioro cerebral causado por enfermedades como el Parkinson, hay una necesidad urgente de iniciar estos tratamientos más temprano. Identificar a los pacientes que muestran signos tempranos de demencia relacionada con Parkinson puede ayudar a que reciban el tratamiento adecuado más pronto. Monitorear cómo progresa la demencia es esencial para que los cuidadores y doctores puedan manejar mejor los cambios en la condición del paciente.
Hasta hace poco, usar resonancias magnéticas (IRM) para rastrear las etapas tempranas de la demencia en pacientes con Parkinson mostró éxito limitado. Los métodos tradicionales se centraban en medir el tamaño de las áreas del cerebro, lo que podría no ser lo suficientemente sensible para captar cambios tempranos en la salud cerebral. En su lugar, los científicos han descubierto que observar cambios en la composición del tejido cerebral podría brindar mejores perspectivas sobre la progresión de la enfermedad.
Los investigadores encontraron que una nueva técnica, llamada mapeo de Susceptibilidad cuantitativa (QSM), puede detectar cambios asociados con niveles más altos de hierro en el tejido cerebral. QSM identificó niveles aumentados de hierro en ciertas regiones del cerebro, lo que se relacionó con un rendimiento cognitivo más bajo y peores habilidades motoras en pacientes con Parkinson. Los altos niveles de hierro pueden provocar reacciones dañinas que dañan las células cerebrales, contribuyendo al deterioro cognitivo.
Sin embargo, aún no se sabe si el QSM puede detectar de manera consistente cambios en el cerebro de las personas que desarrollarán problemas de memoria con el tiempo. También es necesario entender si puede rastrear cambios cerebrales a lo largo de la enfermedad. La mayoría de los estudios de QSM en Parkinson se han centrado en regiones cerebrales específicas en lugar de observar todo el cerebro a lo largo del tiempo.
Resumen del Estudio
En nuestra investigación, buscamos explorar cómo el QSM podría identificar cambios en el cerebro relacionados con el deterioro cognitivo en personas con enfermedad de Parkinson durante tres años. Esperábamos que niveles más altos de susceptibilidad en áreas clave del cerebro al inicio del estudio se vincularan a problemas Cognitivos más severos más adelante. También pensamos que las conexiones entre susceptibilidad y problemas cognitivos se harían más fuertes con el tiempo.
Además, creíamos que a medida que la enfermedad avanzaba, los valores de QSM aumentarían generalmente más allá de lo esperado con el envejecimiento normal, especialmente en áreas ricas en hierro del cerebro.
Participantes y Metodología
Un total de 107 personas diagnosticadas con Parkinson en etapas tempranas a medias fueron reclutadas para este estudio. Estos participantes tenían entre 49 y 80 años y recibieron sus tratamientos habituales para el Parkinson durante el estudio. Junto a estos participantes, también se incluyeron 37 controles sin trastornos neurológicos o psiquiátricos en la investigación.
Los participantes regresaron para evaluaciones de seguimiento aproximadamente tres años después de su visita inicial. De el grupo original, 89 participantes regresaron, y tras rigurosas verificaciones de calidad de las imágenes cerebrales, 81 participantes fueron incluidos en el análisis final del estudio.
En ambos momentos, los participantes se sometieron a varias evaluaciones clínicas cubriendo tanto funciones cognitivas como motoras. Estas evaluaciones tenían como objetivo medir diferentes aspectos de las habilidades de pensamiento, la memoria y el movimiento físico.
Proceso de Escaneo por IRM
En ambas visitas, inicial y de seguimiento, se realizaron escaneos por IRM para capturar imágenes del cerebro usando técnicas avanzadas. Los datos de QSM se obtuvieron mediante métodos de escaneo especializados que permitieron a los investigadores ver cómo reaccionaban diferentes regiones del cerebro a los campos magnéticos de la IRM.
Las imágenes del cerebro fueron procesadas usando un enfoque detallado para asegurar precisión. Esto involucró varios pasos, incluyendo la eliminación de ruido de fondo, ajustes en las imágenes para fiabilidad y asegurarse de que las imágenes fueran consistentes entre los participantes.
Análisis Estadístico
Para analizar los datos recopilados, utilizamos métodos estadísticos comprensivos. Primero buscamos diferencias en la susceptibilidad magnética entre los grupos de Parkinson y controles, analizando los datos mientras considerábamos factores como la edad y el sexo.
Luego, examinamos cómo los niveles de susceptibilidad al inicio del estudio se relacionaban con las habilidades cognitivas y motoras tanto al inicio como en la visita de seguimiento. El objetivo era determinar si una mayor susceptibilidad en la línea de base podía predecir problemas futuros en el pensamiento o el movimiento para los participantes con enfermedad de Parkinson.
Hallazgos Clave
Susceptibilidad Basal y Rendimiento Cognitivo
Nuestro análisis mostró una conexión significativa entre niveles más altos de susceptibilidad al inicio del estudio y puntajes cognitivos más bajos en regiones específicas del cerebro, como el córtex temporal derecho y el putamen. Esto indicó que niveles elevados de hierro en ciertas áreas podrían estar relacionados con una peor capacidad cognitiva.
Después de tres años, notamos que aquellos que tenían niveles de susceptibilidad más altos al inicio mostraron puntajes cognitivos aún más bajos en el seguimiento en áreas cerebrales similares. En un análisis de seguimiento, los valores más altos de susceptibilidad se vincularon a un rendimiento cognitivo significativamente peor en más regiones, incluyendo el hipocampo y el córtex insular.
Correlación con la Función Motora
Mirando las habilidades motoras, también encontramos que una susceptibilidad aumentada al inicio se asociaba con puntajes motores más altos, lo que significa un peor movimiento físico, en el seguimiento. Las áreas notables que mostraron estas asociaciones incluían la sustancia negra y varias partes de los ganglios basales.
Cambios a lo Largo del Tiempo
A lo largo del estudio, los participantes con Parkinson mostraron aumentos en los niveles de susceptibilidad durante los tres años. Esto sugiere que a medida que la enfermedad avanzaba, había una tendencia creciente en regiones cerebrales específicas relacionadas tanto con la severidad cognitiva como motora. Curiosamente, aunque las tendencias generales en susceptibilidad aumentaron, no encontramos aumentos sustanciales regionales en áreas cerebrales individuales cuando comparamos los dos puntos en el tiempo.
Comparación con Controles
Al comparar el grupo de Parkinson con el grupo de controles, no se observaron diferencias significativas a nivel de todo el cerebro. Sin embargo, al mirar áreas específicas, encontramos que los individuos con Parkinson mostraron valores de susceptibilidad aumentados en la sustancia negra tanto al inicio como en el seguimiento.
Conclusión
Nuestro estudio proporciona perspectivas críticas sobre cómo los cambios en la susceptibilidad cerebral pueden predecir tanto los resultados cognitivos como motores en personas diagnosticadas con enfermedad de Parkinson. Los hallazgos sugieren que ciertas regiones del cerebro muestran niveles de susceptibilidad más altos que pueden anticipar el deterioro cognitivo así como problemas de movimiento físico con el tiempo.
La falta de cambios significativos en la susceptibilidad dentro de regiones cerebrales específicas a lo largo del tiempo enfatiza la complejidad de rastrear la progresión de la enfermedad. Varios factores más allá de los niveles de hierro podrían influir en la salud y funcionalidad cerebral en pacientes con Parkinson.
La investigación futura necesita explorar la interacción entre diferentes metales en el cerebro, proteínas y cambios en la estructura del tejido para proporcionar una mejor comprensión de cómo la enfermedad de Parkinson afecta la salud cerebral a lo largo del tiempo.
Nuestros hallazgos también destacan el potencial de usar técnicas avanzadas de imagen como el QSM para mejorar la detección temprana y el monitoreo de la demencia por Parkinson, lo que, en última instancia, conduciría a mejores estrategias de manejo y planes de tratamiento para quienes se ven afectados por esta enfermedad.
Título: Magnetic susceptibility is predictive of future clinical severity in Parkinson's disease
Resumen: Dementia is common in Parkinsons disease, but there is wide variation in its timing. With the emergence of disease modifying treatments in neurodegeneration, there is increasing need to detect and treat disease at the earliest stages and to monitor disease progression. A critical gap in Parkinsons disease is the lack of quantifiable markers of progression, and methods to identify early stages. Until recently, MRI has had limited sensitivity to detect or track changes relating to Parkinsons dementia, but advanced techniques, especially quantitative magnetic susceptibility mapping (QSM) which is sensitive to brain tissue iron, show potential for these purposes. So far, QSM, applied to cognition in Parkinsons, has only been investigated in detail in cross-sectional cohorts. Here we present a longitudinal study throughout the brain using QSM in Parkinsons disease. We included 59 Parkinsons patients (with no dementia at study onset), and 22 controls, at baseline and after 3-year follow-up. Participants underwent detailed assessments of motor and cognitive severity at both timepoints. We found that increased magnetic susceptibility values in right temporal cortex and right putamen in patients were associated with poorer cognition at baseline. Strikingly, increased baseline susceptibility values within right temporal cortex, nucleus basalis of Meynert and putamen in patients were associated with greater cognitive severity after 3-year follow-up; and increased baseline susceptibility in basal ganglia, substantia nigra, red nucleus, insular cortex and dentate nucleus in patients were associated with greater motor severity after 3-year follow-up. We further found that after 3-years, increased follow-up susceptibility in these regions was associated with increased follow-up cognitive and motor severity, with further involvement of hippocampus relating to cognitive severity. However, region of interest analyses revealed that, in cortical regions, increases in paramagnetic susceptibility relating to iron could not alone explain the associations with increased clinical severity that were observed; and, similar to other studies, we did not find consistent increases in susceptibility within the 3-year follow-up period. Our study suggests that QSM has predictive sensitivity to detect changes in clinical severity many months prior to overt cognitive involvement in Parkinsons. However, it also suggests that susceptibility within brain tissue over time may relate to changes in tissue composition other than iron concentration, such as in the relative proportion of myelin. Whilst our findings open the door for QSM to detect patients at the earliest stages of Parkinsons dementia, we will require additional tissue metrics to augment the interpretation QSM, such that it can be used robustly in clinical practice or to provide outcome measures in therapeutic trials for disease modifying treatments in neurodegeneration.
Autores: George E C Thomas, N. Hannaway, A. Zarkali, K. Shmueli, R. Weil
Última actualización: 2023-07-12 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.07.12.23292555
Fuente PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.07.12.23292555.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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