Utilidade dos exames de ressonância magnética no diagnóstico da doença de Parkinson : revisão sistemática e meta análise

Tese de mestrado, Neurociências, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2014

Com a atual tendência para o envelhecimento da população e sendo a doença de Parkinson (DP) uma patologia que atinge cerca de 2% da população acima dos 65 anos, podemos prever um aumento da sua prevalência. Por outro lado devido às questões éticas e à morbilidade que implicariam as biopsias cerebrais como método de diagnóstico definitivo, a necessidade de encontrar métodos de diagnóstico precoce e não invasivos são de extrema importância. Mesmo nos melhores centros de diagnóstico há uma percentagem importante de desacordo entre o diagnóstico efetuado em vida, de base clínica e o diagnóstico pós-morte, que é histopatológico. A Ressonância Magnética, nas suas diferentes modalidades, proporciona-nos um meio de investigar “in vivo” as regiões corticais e subcorticais que se sabem estarem afetadas na DP. Diversos estudos recentes procuram demonstrar a utilidade destes testes como bio marcadores de diagnóstico e progressão da doença de Parkinson. Procurei efetuar uma revisão sistemática e meta análise em relação aos exames de Imagens de Ressonância Magnética (IRM) de modo a verificar a sua utilidade no diagnóstico da doença de Parkinson e se poderão ter potencial para serem considerados bio marcadores de diagnóstico e seguimento dos doentes. Objetivo Revisão sistemática dos estudos que compararem, a precisão das diferentes modalidades de ressonância magnética no diagnóstico da doença de Parkinson, com diagnóstico clínico e controlos saudáveis, explorando suas potencialidades como bio marcadores. Material e métodos Procedeu-se a uma pesquisa na literatura publicada sobre a temática, recorrendo à base de dados PubMed/MEDLINE, Embase, B-on, Google Scholar e ainda na bibliografia dos estudos considerados relevantes. Foram utilizadas as palavras-chave "Parkinson", "Magnetic resonance imaging", "MRI", "DTI", "Diffusion tensor imaging", "Spectroscopy", "MRI of Iron", "fMRI", "bold", “Neuromelanin”, combinados com operadores booleanos apropriados para cada pesquisa. Foram selecionados estudos redigidos em Inglês, Francês, Espanhol e Português. Critérios de inclusão: Estudos neurorradiológicos, com mais de cinco pacientes, até a presente data, que envolvam Imagens de ressonância magnética (MRI) de diferentes modalidades tais como: Exames Estruturais (T1, T2, Neuromelanina, Ferro e outras técnicas); Diffusion Tensor Imaging (DTI); Espectroscopia em Ressonância Magnética (MRSI); Ressonância Magnética Funcional (fMRI) no diagnóstico da Doença de Parkinson e que comparem a precisão do teste com diagnóstico clínico e controlos saudáveis, explorando suas potencialidades como bio marcadores. Foram excluídos, estudos que não usaram critérios formais de diagnóstico clínico, estudos incluindo pacientes submetidos a estimulação cerebral profunda, parkinsonismo idiopático ou vascular, casos relatados, editoriais, comentários, cartas, estudos em animais, estudos de diagnóstico diferencial com outras síndromes parkinsonianos e demências da DP. Resultados Dos 834 estudos identificados e atendendo aos critérios de seleção foram separados 109 estudos que após a leitura dos “Abstracts” verificou-se que apenas 52 preenchiam os requisitos dos critérios de inclusão. Destes estudos, foram obtidas as versões integrais publicadas, que foram integralmente lidas e sempre que existentes registados por mim, os seguintes dados: a referência, o ano, o título, o número de pacientes e controlos, a idade média, o estádio Hoehn & Yahr, a medicação, a modalidade de IRM, a região estudada, a intensidade do campo magnético do sistema, as conclusões e ainda se possível, a especificidade, a sensibilidade, a área sob a curva ROC e valores-p (Sigma) do teste t-Student (t-test) da comparação entre os valores obtidos dos exames dos pacientes com DP e a dos controlos saudáveis. Os resultados obtidos foram divididos em quatro grupos, em função da modalidade de estudo de IRM (imagens de ressonância magnética), para avaliação: 1º exames estruturais utilizando os métodos clássicos e IRM do ferro e da Neuromelanina; 2º exames utilizando DTI (Diffusion Tensor Imaging); 3º exames de espectroscopia de RMN; 4º fMRI (ressonância magnética funcional) incluindo a de em estado de repouso (RS-fMRI). 1º Exames estruturais utilizando os métodos clássicos e IRM, do ferro e Neuromelanina. Neste grupo de estudos podemos verificar que, utilizando T1 imagens Inversão de recuperação (a área) 24; T2W (o volume) 33; T1p (sensível á perda neuronal) 46; MRI sensível á Neuromelanina (medição do volume) 23, encontramos uma diminuição significativa na SN (substância nigra) dos pacientes com DP, quando comparados com controlos saudáveis pareados por idade, e um aumento significativo dos valores do R2 * (= 1/T2 *) e T2p, (sensível à deposição de ferro) em pacientes com DP 41, 27, quando comparados com controlos saudáveis. É de salientar que estas alterações se mantem ainda que tenhamos valores de sistemas com diferentes intensidades dos campos magnéticos 3T; 4T; 7T. 2º Exames utilizando DTI (Diffusion Tensor Imaging). Com este tipo de exames podemos detetar em pacientes com DP, alterações na AF (anisotropia fracionada) e DM (difusibilidade média) em todo o cérebro 74, mas que são mais pronunciadas na substância branca frontal e parietal refletindo deste modo um dano microestrutural generalizado. Estas alterações ocorrem nos estádios iniciais da PD75, em fibras de projeção do tálamo 11. Os valores da MK (mean kurtosis) e da AF foram significativamente menores no cíngulo anterior 22, na área motora, na pré-motora e motora suplementar do córtex 64,nas áreas de substância branca próximas das áreas motoras suplementares, cápsulas externa e interna, tálamo direito, putamen esquerdo 65 e como se demonstra na meta-análise há uma redução significativa da AF na SN. 3º Exames de espectroscopia de RMN Na espectroscopia dos metabolitos Substância Nigra na doença de Parkinson foram observadas diferenças significativas entre doentes PD e controlos saudáveis nas razões, NAA / Cr, NAA / Cho, NAA / (Co + Cr) 66, 76. Com estes exames podemos obter um in perfil neuro-químico “in vivo”, incluindo neurotransmissores (Glu e GABA) e os níveis de antioxidantes (GSH), que estão em excelente concordância com a literatura neuro química 70. Na pré-SMA, a razão NAA / Cr diminuiu seletivamente, em paralelo com disfunção neuronal nos DP (P = 0,045) 73. No putamen e mesencéfalo foi encontrada uma redução bilateral de fosfatos de alta energia, como adenosina trifosfato e fosfocreatina como recetores finais da energia da fosforilação oxidativa mitocondrial 71. 4º Exames de fMRI ressonância magnética funcional incluindo os de em estado de repouso (RS-fMRI). Usando diferentes paradigmas e comparando pacientes com DP, com controlos saudáveis, encontramos nos diferentes estudos uma redução da percentagem de mudança de sinal em todos os núcleos dos gânglios da base contra lateral e ipsilateral, tálamo lateral e medial, M1 (córtex motor primário) e área motora suplementar. Foram detetadas correlações negativas significativas entre a UPDRS e a ativação BOLD bilateralmente nos núcleos, caudado e putamen, segmento externo contra lateral do globo pálido, bilateralmente nos núcleos sub-talâmicos, substantia nigra e tálamo contra lateral. A bradicinesia é o sintoma que mais consistentemente previu a ativação BOLD nos gânglios da base e tálamo. Além disso, a ativação BOLD no globo pálido interno contra lateral, estava relacionada com tremor. A atividade cortical reduzida no córtex motor primário e na área motora suplementar nos pacientes com DP recém-diagnosticada, não se relacionam com sintomas motores 58. Durante a execução de movimentos automáticos, os pacientes com doença de Parkinson em comparação com os controlos saudáveis, necessitam de mais atividade cerebral no cerebelo, na área pré-motora, no córtex parietal, no precuneus e córtex pré-frontal para compensar a disfunção dos gânglios basais 51. Usando RS-fMRI para estudar a conectividade funcional (CF), verificou-se que os pacientes PD apresentam uma disrupção da rede motora. O aumento CF em estado de repouso entre os núcleos sub-talâmicos (NST) e áreas motoras corticais e os sintomas de rigidez e tremor na PD podem estar relacionados a um acoplamento anormal dessas áreas. Com estudos selecionados foram efetuadas meta análises ponderando o efeito de tamanho da amostra nos 1º e 2º grupo, tendo-se verificado que neles há diferenças significativas (em t-test utilizando p-value) no que respeita á redução de volume e da anisotropia fracionada (AF) da Substância Nigra (SN) entre os doentes de Parkinson e os controlos saudáveis. Foi detetada uma redução média de volume da SN, estimada pela tamanho do efeito das IRM Estruturais de (-0,877, 95% intervalo de confiança de -1,049 a -0.705, p <0.0001) apresentando os estudos um baixo nível de heterogeneidade (Q [12] =14,598 p =0,264 I2 =17,795). Na AF da SN em DTI a redução média dos valores da AF estimada atendendo ao efeito tamanho dos estudos foi de (-0,811, 95% intervalo de confiança de -1,036 a -0,586, p <0,0001) com um baixo nível de heterogeneidade entre os estudos (Q [6] =7,327, p =0,396 I2 = 4,465). Conclusões Estes resultados são encorajadores pois pode-se concluir que os exames de imagem de ressonância magnética possuem uma boa capacidade discriminativa dos doentes de Parkinson em relação aos controlos saudáveis e poderão desempenhar um papel importante na deteção, na monitorização da progressão e no impacto terapêutico na DP. Entretanto, serão necessários estudos longitudinais e prospetivos com um número mais elevado de doentes utilizando as várias modalidades, isoladamente ou em associação, para melhorar a acuidade diagnóstica e confirmar a sua utilização como bio marcadores.

Objectives: We performed a systematic review of the studies comparing the accuracy of the different modalities of magnetic resonance imaging in the diagnosis of Parkinson's disease with clinical diagnosis and healthy controls, exploring its potentials as biomarkers. Methods: We searched for studies and research reviews in, the MEDLINE, EMBASE, B-on (the online knowledge Library) databases, and in bibliography cited in relevant studies, comparing the MRI differences between Parkinson’s disease patients and healthy controls to access the accuracy of the different methods, the results were extracted and estimates were pooled by random-effects meta-analysis. Results: 834 studies were identified using MRI in PD but only 48 studies were eligible for inclusion, with a total of 1362 Parkinson’s disease patients and 1023 healthy controls, whose results were divided into four groups: 1st- Structural, Iron and Neuromelanin MRI; 2nd- DTI (diffusion tensor imaging) with FA and MD; 3rd- Spectroscopy (MRS); 4th- fMRI that includes RS-fMRI (resting state fMRI). It was found changes in basal ganglia, thalamus, white and gray matter in the different MRI modalities. In the 1st and 2nd group we performed a meta-analysis for the Volume and Fractional Anisotropy (FA) of the Substantia Nigra (SN) respectively. A good effect size of the reduction was found for both in the PD patients versus controls in structural MRI (-0,877, 95% confidence interval -1,049 to -0.705, p < 0.0001) and in DTI (-0,811, 95% confidence interval -1,036 to -0,586, p < 0,0001). With a low level of heterogeneity. Conclusions: Magnetic Resonance Imaging has a good accuracy in separate PD patients from Healthy Controls, and could have a role in detecting pre manifest disease, monitoring progression and drug therapeutic impact. Larger prospective and longitudinal studies using DTI, Spectroscopy, fMRI, RS-fMRI and other modalities of MRI on larger cohorts of patients with Parkinson´s disease are needed to investigate some of the actual encouraging preliminary findings. Standardization of protocols is a need and will be a reality in the future and that will help us to get better and comparable results. Combination of modalities could improve the diagnostic accuracy.