Кортикальные микроструктурные изменения предсказывают накопление тау и эпизодическое снижение памяти у пожилых людей с амилоидом.

Jun 14, 2023

Коммуникационная медицина, том 3, Номер статьи: 106 (2023) Цитировать эту статью

425 Доступов

12 Альтметрика

Подробности о метриках

Было показано, что неинвазивная диффузионно-взвешенная визуализация (ДВИ) для оценки микроструктурных изменений головного мозга с помощью средней кортикальной диффузии (cMD) перекрестно связана с тау у когнитивно нормальных пожилых людей, что позволяет предположить, что это может быть ранним маркером повреждения нейронов. . Здесь мы исследовали, как региональные микроструктурные изменения коры, измеряемые с помощью CMD, связаны с продольным накоплением регионального тау, а также с эпизодическим снижением памяти у когнитивно нормальных людей с амилоидной патологией.

122 когнитивно нормальных участника Гарвардского исследования старения мозга прошли DWI, T1w-МРТ, ПЭТ-визуализацию амилоида и тау, а также оценку отложенного восстановления логической памяти (LMDR). Мы оценили, было ли взаимодействие исходного амилоидного статуса и ХМД (в энторинальной и нижневисочной коре) связано с продольным региональным накоплением тау и с продольным LMDR, используя отдельные линейные модели смешанных эффектов.

Мы обнаруживаем значительный эффект взаимодействия амилоидного статуса и исходного уровня CMD при прогнозировании продольного тау в энторинальной коре (p = 0,044), но не в нижней височной доле, так что более высокие исходные значения CMD предсказывают накопление энторинального тау у амилоид-положительных участников. . Более того, мы обнаруживаем значительный эффект взаимодействия амилоидного статуса и исходного уровня CMD в энторинальной коре (но не нижнего височного CMD) при прогнозировании продольного LMDR (p <0,001), так что исходный уровень энторинального CMD предсказывает эпизодическое снижение памяти у амилоид-позитивных пациентов. участники.

Сочетание амилоидоза и повышенного уровня ХМД в энторинальной коре может помочь идентифицировать людей с краткосрочным риском накопления тау и эпизодического снижения памяти, связанного с болезнью Альцгеймера, что предполагает его полезность в клинических исследованиях.

Люди с болезнью Альцгеймера имеют проблемы с памятью и способностью приобретать и обрабатывать знания. Понимание самых ранних изменений в мозге, приводящих к этим проблемам, помогает выявить тех, кто склонен к развитию болезни Альцгеймера на ранних стадиях заболевания. В этом исследовании использовался маркер, измеряющий подвижность воды в мозге, чтобы выяснить, как эти изменения могут предсказать развитие белка под названием тау и изменения в памяти людей. В начале исследования у участников не было выявлено признаков ухудшения памяти, но у некоторых из них в ходе последующего наблюдения наблюдалось ухудшение памяти. Большая подвижность воды в определенных областях мозга предсказала будущее увеличение тау и ухудшение памяти, указывая на то, что этот показатель можно использовать для выявления людей, подверженных риску развития болезни Альцгеймера.

С момента развития в последние десятилетия различных методов нейровизуализации исследования болезни Альцгеймера (БА) были сосредоточены на поиске ранних биомаркеров. БА биологически определяется наличием как амилоидной, так и тау-патологии головного мозга1,2,3. Используя несколько методов, в том числе спинномозговую жидкость (СМЖ), позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ) и магнитно-резонансную томографию (МРТ), исследования неизменно показывают биологические признаки, которые начинают развиваться за годы до клинического диагноза1,2,3,4. 5. Это накопление должно происходить в последовательном порядке, причем первым агрегируется амилоидоз1, что привело к концепции доклинической стадии AD1, 3. Обратите внимание, что не все биомаркеры AD становятся обнаруживаемыми одновременно. Например, в случае таупатии недавние исследования показали, что, хотя аномалии спинномозговой жидкости могут быть обнаружены за годы до постановки диагноза, ПЭТ-измерения тау-белка покажут изменения, близкие к диагнозу6, с распределением, значительно коррелирующим с клиническими симптомами6,7.

Сочетая различные методы, мультимодальные исследования нейровизуализации начали изучать ассоциации и синергизм между ранними биомаркерами болезни Альцгеймера. В отличие от методов ПЭТ с использованием радиоактивных индикаторов, МРТ имеет то преимущество, что не подвергается радиационному воздействию, более доступна по цене и широко доступна в клиниках. Среди этих методов МРТ диффузионно-взвешенная визуализация (ДВИ) вычисляет пространственное распределение диффузии молекул воды8. Хотя DWI обычно количественно оценивается в белом веществе, недавние разработки позволяют исследовать изменения, связанные с AD, на микроструктурном уровне. В частности, Монтал и его коллеги разработали метод оценки микроструктурных свойств серого вещества с помощью средней кортикальной диффузии (cMD)9,10. Используя этот подход, они продемонстрировали, что когнитивно здоровые пожилые участники со значительным амилоидозом в отсутствие тау продемонстрировали снижение CMD в поперечном анализе9, что, вероятно, связано с воспалением, связанным с амилоидом11. Напротив, у участников как с амилоидозом, так и с таупатией наблюдались повышенные значения CMD9. Эти результаты были воспроизведены с использованием псевдо-лонгитюдного моделирования аутосомно-доминантной болезни Альцгеймера, рассматривая людей по всему спектру заболеваний по мере их приближения к предполагаемому году появления симптомов10. Результаты показали двухфазную траекторию изменений, при которой у носителей доклинических мутаций сначала наблюдалось снижение, а затем увеличение кортикальной диффузии у носителей доклинических мутаций ближе к предполагаемому времени их появления10. В более общем плане повышенная средняя диффузия наблюдается только при наличии как амилоидоза, так и таупатии9,12,13,14 и может быть объяснена воспалительными процессами, связанными с амилоидом10. Однако, поскольку cMD является биомаркером, разработанным относительно недавно, необходимы дополнительные исследования для изучения взаимосвязей с патологическим профилем AD с течением времени.