Ausgedehnte Veränderungen der weißen und grauen Substanz bei primärer Lateralsklerose: eine Ganzhirn-basierte multiparametrische MRT-Studie

Hintergrund: Die primäre Lateralsklerose (PLS) stellt eine Motoneuronerkrankung mit im Vordergrund stehender Affektion des ersten Motoneurons dar. Zum besseren Verständnis der Pathoanatomie sowie zur Definition von Biomarkern sind Neuroimaging-Studien auf Gruppenniveau sinnvoll. Die Ganzhirn-basierten MRT-Methoden der voxel-basierten Morphometrie (VBM) und des Diffusion Tensor Imaging (DTI) stellen Anwendungen der Analyse von krankheitsspezifischen Alterationen des Gehirns in vivo dar.

Methoden: 25 Patienten mit PLS sowie 25 gesunde gematchte Kontrollen wurden einem MRT-Protokoll aus T1-gewichteten 3D- und DTI-Sequenzen des Gehirns unterzogen. Die Nachverarbeitung der T1-gewichteten 3D-Datensätze erfolgte mittels des optimierten VBM-Protokolls. Unter Verwendung einer spezifischen Analyse-Software für DTI-Daten (Tensor Imaging and Fiber Tracking, TIFT) wurden alle individuellen Datensätze mithilfe einer Sequenz- und Scanner-spezifischen DTI-Vorlage nachverarbeitet. Die Berechnung der Fraktionalen Anisotropie (FA) erfolgte entsprechend standardisierter Methoden. Mittels TIFT konnten quantitative Ganzhirn-basierte statistische Analysen durch Vergleich der FA-maps der PLS-Gruppe mit Kontrollen durchgeführt werden.

Ergebnisse: Die Analyse der 3D-Datensätze mittels VBM erbrachte für die Graue Substanz den Nachweis hochfrontal und subkortikal im Bereich des Thalamus lokalisierter reduzierter Volumina im motorischen System der rechten Hemisphäre; die Ergebnisse für die Weiße Substanz zeigten deutlich darüber hinausgehende Alterationen in räumlicher Nähe zu den kortikalen Projektionsarealen des motorischen Systems der unteren Extremitäten bihemisphärisch. Korrelierend hierzu konnten mittels DTI reduzierte FA-Werte in ebenfalls mantelkantennahen subkortikalen Arealen des motorischen Systems präzentral und präfrontal sowie im Corpus callosum nachgewiesen werden.

Zusammenfassung: Die multiparametrische Ganzhirn-basierte Analyse der Grauen und Weißen Substanz bei Patienten mit PLS erbrachte neben gering ausgeprägten Unterschieden kortikaler Volumina den Nachweis einer gestörten Integrität insbesondere der Weißen Substanz. Diese demonstrierten mikrostrukturelle morphologische Korrelate sowohl in pyramidalmotorischen aber auch extramotorischen (CC) zerebralen Arealen im Sinne einer bildmorphologischen Charakterisierung auf Gruppenniveau.