Diagnosi della sclerosi multipla e identificazione del fenotipo mediante classificazione multivariata dei profili metabolitici della corteccia frontale in vivo

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 13888 (2022) Citare questo articolo

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La sclerosi multipla (SM) è una malattia autoimmune eterogenea per la quale la diagnosi continua a basarsi sul giudizio clinico soggettivo su una serie di test. La spettroscopia di risonanza magnetica protonica (1H MRS) consente il rilevamento non invasivo in vivo di più metaboliti di piccole molecole ed è quindi in linea di principio un mezzo promettente per raccogliere informazioni sufficienti per la diagnosi di sclerosi multipla e la classificazione dei sottotipi. Qui mostriamo che la classificazione supervisionata utilizzando 1H-MRS-visibili metaboliti di piccole molecole della corteccia frontale di aspetto normale da sola può effettivamente differenziare gli individui con SM progressiva dal controllo (sensibilità di validazione mantenuta del 79% e specificità del 68%), così come tra recidivanti e fenotipi di SM progressiva (sensibilità alla validazione mantenuta dell'84% e specificità del 74%). La valutazione post hoc ha dimostrato il contributo sproporzionato del glutammato e della glutammina all’identificazione rispettivamente dello stato e del fenotipo della SM. La nostra scoperta stabilisce che la MRS 1H è un mezzo praticabile per caratterizzare lo stato della malattia progressiva della sclerosi multipla e apre la strada al continuo perfezionamento di questo metodo come ausiliario o pilastro della diagnostica della sclerosi multipla.

La sclerosi multipla è una condizione neurodegenerativa infiammatoria che danneggia sia la materia bianca che quella grigia nel sistema nervoso centrale. L'eterogeneità nella presentazione clinica della sclerosi multipla può complicarne la diagnosi, generalmente ottenuta mediante una combinazione di referto sintomatico, valutazione neurologica, risonanza magnetica e occasionalmente puntura lombare1. Sebbene le recenti revisioni dei criteri diagnostici McDonald2 applicati alla risonanza magnetica, in particolare le sequenze pesate in T1 che possono dimostrare anomalie locali nella permeabilità della barriera ematoencefalica al gadolinio iniettabile, contrastano come indicative di attività di lesione infiammatoria e il FLAIR pesato in T2 che può indicare lesioni di alcune età, hanno migliorato l’accuratezza diagnostica per i nuovi casi di sclerosi multipla, la specificità rimane bassa3.

Ad aggravare sia la difficoltà che l’importanza di una diagnosi accurata della sclerosi multipla c’è l’esistenza di diversi decorsi della malattia con risposta disparata alle terapie modificanti la malattia attualmente disponibili. La maggior parte degli individui affetti da sclerosi multipla presenta un fenotipo recidivante-remittente, caratterizzato in gran parte da episodi immunologici intermittenti chiamati recidive, per i quali l'arsenale delle moderne farmacoterapie, compresi gli anticorpi monoclonali, gli inibitori della proliferazione o della migrazione delle cellule immunitarie e altri farmaci immunosoppressori, ha dimostrato efficacia relativa. Fino a un terzo o più di questi individui, tuttavia, passeranno al fenotipo secondario progressivo, caratterizzato piuttosto da una neurodegenerazione costante evidenziata da atrofia corticale e declino funzionale in gran parte resistente ai trattamenti attualmente disponibili1. Circa il 15% dei pazienti manifesta fin dall'inizio un fenotipo progressivo con una minima recidiva evidente, chiamata sclerosi multipla primaria progressiva. L'incertezza circonda non solo l'identificazione iniziale ma anche la classificazione fenotipica della sclerosi multipla, soprattutto durante la transizione dalla manifestazione recidivante a quella progressiva, per la quale è stata precedentemente calcolata una durata media dell'incertezza diagnostica fino a tre anni4.

Nonostante le continue carenze delle attuali procedure diagnostiche supportate dall’imaging nell’identificazione della sclerosi multipla, le tecniche di risonanza magnetica in generale sono interessanti come potenziali strumenti diagnostici. La risonanza magnetica è non invasiva e sicura, facilitandone l’uso ripetuto non solo per l’identificazione iniziale dello stato patologico ma anche per il monitoraggio continuo del trattamento e della transizione tra fenotipi. In parte per questi motivi, le tecniche di risonanza magnetica "avanzate", tra cui l'imaging a trasferimento magnetico5,6, l'imaging del tensore di diffusione7 e la spettroscopia di risonanza magnetica protonica8 sono state esplorate per il loro potenziale utilizzo nella prognosi, nella progressione della malattia o nella diagnosi9 della sclerosi multipla.