Kombination von Magnetresonanztomographie, Magnetresonanz-Elastographie und Histologie zur Früherkennung von Läsionen im Tiermodell der Multiplen Sklerose.

• Antragstellerin: Dr. Katharina Schregel
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 317305913

Multiple Sklerose (MS) ist die häufigste chronisch-entzündliche Erkrankung des Zentralen Nervensystems. MS ist charakterisiert durch entzündliche Demyelinisierung sowie Schädigung von Axonen und Neuronen. Dies führt im Verlauf zu erheblichen Behinderungen der Patienten. MS ist eine immunvermittelte Krankheit in genetisch anfälligen Individuen, allerdings ist die genaue Ursache noch unklar. Die konventionelle Magnetresonanztomographie (MRT) hat einen hohen Stellenwert in der MS-Diagnostik, obwohl MRT-Parameter wenig spezifisch sind und kaum mit den klinischen Beschwerden korrelieren. Zusätzlich erlauben sie keine Rückschlüsse auf einzelne pathologische Veränderungen und ihre prognostische Aussagekraft ist sehr begrenzt. Daher sind neue Bildgebungsparameter nötig, um diese Situation zu verbessern.Ziel des vorgeschlagenen Projekts ist daher, entzündliche Aktivität im Gehirn von MS-Patienten sehr früh zu erkennen. Das MS-Modell der experimentellen autoimmunen Encephalitis (EAE) wird eingesetzt, um Bildgebung mit histologischen Analysen korrelieren zu können. Dieses Projekt kombiniert konventionelle MRT mit einer speziellen Methode der Arteriellen Spinmarkierung (ASL) und mit Magnetresonanz-Elastographie (MRE). ASL ermöglicht die Bestimmung von Gefäßdurchlässigkeit, während die Quantifizierung biomechanischer Gewebeeigenschaften mit MRE gelingt. Die viskoelastischen Charakteristika lassen sich anhand der Ausbreitung eingekoppelter mechanischer Scherwellen im Gewebe und der damit einhergehenden Gewebeverlagerung bestimmen. Diese Parameter werden mit histologischen Analysen von Myelin, Entzündung und Extrazellulärmatrix verglichen.MS- bzw. EAE-Läsionen entstehen dadurch, dass autoreaktive T-Zellen in das Gehirn einwandern und dort weitere Immunzellen anlocken und aktvieren. Diese Zellen schütten diverse Mediatoren aus, die die Bluthirnschranke (BHS) zerstören und insgesamt zu Demyelinisierung sowie axonalem und neuronalem Schaden führen. Da diese Vorgänge die normale geometrische Struktur des Hirnparenchyms verändern und damit die Biomechanik beeinflussen, kann man sie mit Hilfe der MRE abbilden. ASL ermöglicht die Erkennung der BHS-Unterbrechung, da ein spezieller Parameter die Gefäßdurchlässigkeit quantifizieren kann.Die BHS soll in diesem Projekt in einem vorher festgelegten Gebiet mit Hilfe von fokussiertem Ultraschall künstlich geöffnet werden. Dadurch wird der Einstrom von Immunzellen ins Gehirn vereinfacht und der Ort der Läsionsentstehung vorhersagbar.Zusammenfassend soll das Projekt dazu dienen, einen Biomarker zu finden, der die Entstehung von MS-Läsionen verlässlich vorhersagen kann. Ein solcher Parameter könnte Diagnostik und Verlaufsbeurteilung von MS-Patienten entscheidend verbessern. Die frühe Entdeckung von Entzündung im Gehirn kann einerseits die Diagnose und Therapieentscheidungen erleichtern und andererseits helfen, prognostische Aussagen zum Krankheitsverlauf zu treffen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Beteiligte Institution: Brigham and Women's Hospital
• Gastgeber: Professor Dr. Charles R.G. Guttmann