Nowe badanie wykazało, że kurczenie się mózgu występuje u Alzheimera Choroba jest bardzo zróżnicowana u poszczególnych osób i charakteryzuje się raczej odrębnymi wzorcami niż jednolitym postępem. Odkrycia te mogą utorować drogę spersonalizowanym terapiom opartym na unikalnych wzorcach skurczu obserwowanych w skanach MRI.
Nowe badanie przeprowadzone przez naukowców z UCL i Uniwersytetu Radboud w Holandii wykazało, że kurczenie się mózgu u osób, u których rozwinęła się choroba Alzheimera, nie przebiega według określonego i jednolitego wzorca.
Opublikowano w Choroba Alzheimera i demencjabadanie jest pierwszym, w którym porównano indywidualne wzorce kurczenia się mózgu w czasie u osób z łagodnymi problemami z pamięcią lub chorobą Alzheimera ze zdrowym poziomem odniesienia.
Oceniając skany mózgu pod kątem „odcisków palców” chorób, naukowcy odkryli, że wśród osób z łagodnymi problemami z pamięcią, u osób, u których szybciej pojawia się większa liczba „odstających” zmian, ryzyko choroby Alzheimera jest większe. Wartość odstającą klasyfikuje się jako określony obszar mózgu, który po uwzględnieniu wieku i płci skurczył się bardziej niż normalnie.
Jednakże badacze odkryli również, że pomimo pewnego nakładania się zjawisk, nie było jednolitego wzorca kurczenia się mózgu u osób, u których rozwinęła się choroba Alzheimera.
Naukowcy twierdzą, że to nowe odkrycie może umożliwić opracowanie bardziej spersonalizowanych leków, ukierunkowanych na konkretny zakres obszarów mózgu dotkniętych chorobą u danej osoby.
Implikacje dla badań klinicznych i medycyny spersonalizowanej
Autor badania, profesor Jonathan Schott z Instytutu Neurologii UCL Queen Square, powiedział: „Wiemy, że choroba Alzheimera dotyka każdego inaczej. Zrozumienie i określenie ilościowe tej zmienności ma ważne implikacje dla projektowania i interpretacji badań klinicznych, a potencjalnie w odpowiednim czasie dla doradzania pacjentom i opracowywania spersonalizowanego podejścia do leczenia”.
Choroba Alzheimera jest najczęstszą przyczyną demencji i stanowi 60–80% z 944 000 osób cierpiących na demencję w Wielkiej Brytanii.
Poprzednie badania na poziomie grupowym wykazały, że ogółem pacjenci z chorobą Alzheimera mają nadmierny skurcz mózgu w porównaniu ze zdrową grupą kontrolną, co można zmierzyć za pomocą skanów MRI.
Jednak badania te mogą nie uwzględniać różnic w schemacie kurczenia się u poszczególnych osób, a badacze uważają, że informacje te mogą dostarczyć cennych informacji na temat zmian w funkcjonowaniu poznawczym jednostki (zdolność myślenia/przywoływanie pamięci) w czasie.
Aby przezwyciężyć ten problem, badacze z UCL zastosowali podejście modelowania normatywnego, aby uzyskać wgląd w indywidualną zmienność między pacjentami z chorobą Alzheimera.
Wykorzystując dane z inicjatywy Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative (ADNI), porównali 3233 skany MRI mózgu 1181 osób cierpiących na chorobę Alzheimera lub łagodne problemy z pamięcią z danymi ze skanów mózgu zebranymi od 58 836 zdrowych osób. Skany MRI wykonywano zazwyczaj w odstępach rocznych, przy czym większość uczestników miała dwa lub trzy badania.
Każdy skan był następnie przetwarzany przy użyciu specjalnych narzędzi obrazowania, które mogą ocenić strukturę (grubość i objętość) mózgu w 168 różnych obszarach.
Dane te umożliwiły naukowcom opracowanie zindywidualizowanych map mózgu każdego uczestnika, które można było zestawiać w czasie z mapami zdrowych osób (punkt odniesienia).
Analiza wykazała, że pomimo tego, że większość uczestników zaczynała z mózgami o podobnej wielkości, z czasem zaobserwowano różne wzorce (postęp/obszary dotknięte) kurczenia się mózgu u poszczególnych osób.
Ustalenia dotyczące regionów odstających i zaniku pamięci
Na początku badania pacjenci cierpiący na chorobę Alzheimera mieli średnio od 15 do 20 nietypowych obszarów mózgu, a po trzech latach mieli ich już około 30. Z kolei pacjenci z łagodnymi problemami z pamięcią zaczynali od około pięciu do dziesięciu wartości odstających i w tym okresie zgromadzili średnio tylko od dwóch do trzech kolejnych wartości odstających. Co ważne, posiadanie większej liczby regionów odstających było powiązane z gorszą pamięcią w obu grupach.
Wśród osób z łagodnymi problemami z pamięcią u osób, u których rozwinęła się demencja (w ciągu trzech lat), co roku gromadziły się cztery nowe wartości odstające, podczas gdy u osób, u których nadal występowały łagodne problemy, średnia wynosiła mniej niż jedną nową wartość odstającą rocznie.
Naukowcy twierdzą, że to nowe zrozumienie może ostatecznie pomóc w przewidywaniu postępu choroby Alzheimera u danej osoby na podstawie wczesnych zmian w mózgu, zidentyfikowanych na skanach. Konieczne są jednak dalsze badania, aby określić, które zmiany w mózgu pozwalają przewidzieć jakie przyszłe objawy.
Profesor James Cole, starszy autor badania z UCL Computer Science i UCL Queen Square Institute of Neurology, powiedział: „Jeśli przyjrzymy się, które obszary mózgu skurczyły się najbardziej u różnych osób chorych na Alzheimera, nie znajdziemy jednolitego wzorca.
„Podejście przyjęte w naszym badaniu oznacza, że możemy lepiej poznać indywidualną zmienność postępu choroby Alzheimera. Tworząc te mapy mózgu, które są unikalnymi „odciskami palców” stanu zdrowia mózgu pacjenta, możemy wykryć, czy i jak szybko zmieniają się poszczególne obszary mózgu.
„Chociaż nadal daleko nam do dokładnego przewidzenia postępu choroby u danej osoby, takie podejście powinno pomóc nam monitorować różne zmiany w mózgu człowieka w miarę rozwoju i nasilenia objawów. Mamy nadzieję, że jest to krok w kierunku bardziej spersonalizowanego podejścia do diagnozy i leczenia”.
Z wiekiem wszyscy ludzie doświadczają jakiejś formy pogorszenia funkcji poznawczych, a wyniki wykazały, że obszary kurczenia się mózgu u osób zdrowych i osób z chorobą Alzheimera i/lub łagodnymi problemami z pamięcią pokrywają się. Te nakładające się obszary obejmowały hipokamp, ciało migdałowate i inne części przyśrodkowego płata skroniowego, o których wiadomo, że są krytyczne dla pamięci, poznania przestrzennego i emocji.
Autorzy argumentują jednak, że skupienie się na pewnych obszarach zamiast na innych może zaburzyć całościowy obraz sytuacji.
Doktor Serena Verdi, pierwsza autorka badania z UCL Computer Science i UCL Queen Square Institute of Neurology, powiedziała: „Chociaż prawdą jest, że niektóre obszary mózgu, takie jak hipokamp, są szczególnie ważne w chorobie Alzheimera, chcieliśmy uniknąć w tym badaniu skupiono się na konkretnych regionach. Nasze wyniki potwierdzają, że każdy jest inny, obszary dotknięte chorobą u jednej osoby mogą nie być takie same u drugiej.
„Myślę, że musimy zwrócić się ku nowemu sposobowi myślenia, aby odejść od poglądu, że „ten obszar jest ważny, a tamten nie”. Liczy się szerszy obraz i zawarta w nim indywidualna zmienność.
Autorzy twierdzą, że część tej indywidualnej zmienności może wynikać z faktu, że wiele osób chorych na chorobę Alzheimera ma więcej niż jedną przyczynę chorób poznawczych, takich jak otępienie naczyniowe lub otępienie czołowo-skroniowe. Uważa się, że pewną rolę odgrywają również czynniki genetyczne i środowiskowe, takie jak urazy mózgu, spożycie alkoholu lub palenie tytoniu.
Odniesienie: „Personalizacja postępujących zmian w strukturze mózgu w chorobie Alzheimera za pomocą modelowania normatywnego” autorstwa Sereny Verdi, Saige Rutherford, Charlotte Fraza, Duygu Tosun, Andre Altmann, Lars Lau Raket, Jonathan M. Schott, Andre F. Marquand, James H. Cole oraz 05 września 2024 r., Choroba Alzheimera i demencja.
DOI: 10.1002/alz.14174
