Magnetische Eigenschaften weißer Gehirnsubstanz bei Multipler Sklerose Patienten

• Antragsteller: Professor Dr. Jürgen R. Reichenbach
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik ; Klinische Neurologie; Neurochirurgie und Neuroradiologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 317449200

Die Magnetresonanztomographie (MRT) hat wesentlich zu unserem Verständnis der Hirnpathologie bei Multipler Sklerose (MS) beigetragen. Allerdings versagt die konventionelle MRT häufig bei der Erklärung des klinischen Zustandes von Patienten, was allgemein als klinisch-radiologisches Paradoxon bekannt ist. Mehrere histologische Studien deuten darauf hin, dass die ansonsten normal erscheinende weiße Hirnsubstanz (NAWM) durch diffuse Entzündungsreaktionen und Mikroglia-Aktivierung beeinflusst wird. Folglich wurden große Hoffnungen in die Aussagekraft quantitativer MRT-Techniken, wie Diffusions-Tensor-Bildgebung oder Magnetisierungstransfer-Bildgebung gesetzt. Es stellte sich jedoch heraus, dass die Sensitivität und Spezifität dieser Techniken es nicht erlauben, die Änderungen der NAWM auf individueller Basis zu untersuchen.In diesem Projekt sollen MS-bedingte Gewebsveränderungen in der NAWM mit Hilfe der quantitativen Suszeptibilitätskartierung (quantitative susceptibility mapping, QSM) untersucht werden. QSM ist eine neue und vielversprechende MRT-Technik, die in den letzten Jahren einen Durchbruch erzielt hat. Im Gegensatz zur konventionellen MRT, die i.d.R. relaxationsbasierte Bildkontraste liefert, ermöglicht QSM die Berechnung und Kartierung der magnetischen Suszeptibilität des Gehirns unter Verwendung der Phaseninformation von Gradientenecho MRT-Sequenzen. Es gibt eine Reihe von Hinweisen, dass die magnetische Suszeptibilität hochempfindlich gegenüber pathologischen Zuständen der MS ist, einschließlich Entzündung, Demyelinisierung und fokaler Anreicherung von Eisen. Wir erwarten, dass QSM-Untersuchungen der NAWM weitere Einblicke in die MS Pathologie liefern und daher als neuer Marker für die Diagnose und den Verlauf von MS dienen können.Das internationale Kooperationsprojekt wird von Graz (Österreich) und Jena (Deutschland) kollaborativ durchgeführt. Über einen Zeitraum von drei Jahren werden die beiden Zentren insgesamt 60 MS-Patienten und 60 gesunde Kontrollpersonen einschließen und QSM zu Beginn der Studie sowie nach einem Jahr durchführen. Beide Zentren verfügen über dieselbe MRT-Scanner-Hardware und Software-Version. Die magnetische Suszeptibilität der normalen weißen Substanz und NAWM wird unter Berücksichtigung der gebundenen Myelin-Wasser-Fraktion, die als Marker des Myelingehaltes dient, und der isotropen und anisotropen Komponenten der magnetischen Suszeptibilität genauer untersucht werden. Die mit Hilfe der QSM erfolgte regionale Gewebecharakterisierung wird zwischen MS-Patienten und gesunden Kontrollen verglichen und mit den klinischen und kognitiven Bedingungen in Zusammenhang gesetzt. Wir sind davon überzeugt, dass die komplementäre Expertise, die von Graz und Jena in Bezug auf QSM, quantitative Magnetisierungstransfer-Techniken und klinischer MS-Forschung bereitgestellt wird, zu einem erfolgreichen Projekt beitragen wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Österreich
• Kooperationspartner: Professor Dr.-Ing. Stefan Ropele