Мультипараметрическая количественная МР-оценка изменения содержания миелина головного мозга после первого курса химиотерапии

Цель исследования: количественная оценка раннего изменения содержания миелина головного мозга после первого курса химиотерапии.

Методы исследования. До и после первого курса химиотерапии были получены карты Т1- и Т2-релаксации, а также карты распределения миелина методиками расчета фракции миелиновой воды (MWF) и фракции макромолекулярных протонов (MPF) головного мозга у 6 пациентов (средний возраст — 13,7 ± 2,4 года). Исследование проводилось с помощью МР-томографа с напряженностью поля 3 Тл. Статистическая обработка данных проводилась в программе GraphPad Prism.

Результаты. Выявлен параллельный рост значений MPF и Т2 в таламусах и белом веществе затылочных долей головного мозга, в то же время увеличение MWF значений в мозжечке и уменьшение в белом веществе лобных долей. Для значений Т1 значимых изменений обнаружено не было.

Обсуждение. В результате настоящего исследования выявлены структуры головного мозга, на которых в первую очередь отражается лечение токсическими препаратами, — белое вещество лобных долей головного мозга и мозжечок. В белом веществе лобных долей снижение MWF указывает на процесс демиелинизации. Наблюдаемый рост значений MWF в мозжечке может обуславливаться либо процессами ремиелинизации, либо неполным очищением макрофагами скопления миелиновых остатков в месте дегенерации.

Заключение. Полученные в ходе работы результаты продемонстрировали, что потенциальным биомаркером ранних проявлений нейротоксичности могут служить значения MWF. Показатель MPF, более чувствительный к отеку вещества головного мозга, может быть предиктором демиелинизации.

1. Magge R. S., DeAngelis L. M. The Double-edged Sword: Neurotoxicity of Chemotherapy // Blood Rev. 2015 Mar;29(2):93-100. https://doi.org/10.1016/j.blre.2014.09.012

2. Бондаренко В. П., Жуковская Е. В. Оценка нейротоксичности терапии острых лейкозов у детей в период реабилитации по данным МРТ головного мозга // Педиатрический вестник Южного Урала. 2018. № 2. С. 56–57.

3. Ватутин Н. Т., Склянная Е. В., Эль-Хатиб М. А., Макарова М. В., Старченко С. В. Периферические полинейропатии, индуцированные различными химиотерапевтическими агентами: современное состояние проблемы // Hematology and transfusiology. 2016. № 61(2). С. 15–109. https://doi.org/10.18821/0234-5730-2016-61-2-105-109

4. Мещерякова А. В., Зоркин Е. К. Поражение периферической нервной системы в структуре постхимиотерапевтических осложнений. Обзор литературы // Ростовский научный журнал. 2017. № 9. С. 95–104. https://doi.org/10.17116/jnevro20231230517

5. MacKaya A. L., Laule C. Magnetic Resonance of Myelin Water: An in vivo Marker for Myelin // Brain Plasticity. 2016. N 2. P. 71–91. https://doi.org/10.3233/BPL-160033

6. Коростышевская А., Савелов А., Приходько И., Исаева Я., Ярных В. Миелиновая защита нейрона: все начинается до рождения // Наука из первых рук. 2020. № 3.

7. Suleiman L. I, Weber K. A., Rosenthal B. D., Bhatt S. A., Savage J. W., Hsu W. K., Patel A. A., Parrish T. B. High-resolution Magnetization Transfer MRI in Patients with Cervical Spondylotic Myelopathy // J. Clin. Neurosci. 2018. N 51. P. 57–61. https://doi.org/10.1016/j.jocn.2018.02.023

8. Yarnykh V. L. Time-Efficient, High-resolution, whole Brain Three-Dimensional Macromolecular Proton Fraction Mapping // Magn. Reson. Med. 2016. N 75(5). P. 2100–2106. https://doi.org/10.1002/mrm.25811

9. Melbourne A., Toussaint N., Owen D., Simpson I., Anthopoulos T., De Vita E., Atkinson D., Ourselin S.. Ourselin NiftyFit: a Software Package for Multi-parametric Model-Fittingof 4D Magnetic Resonance Imaging Data // Neuroinformatics. 2016. N 14(3). P. 319– 337. https://doi.org/10.1007/s12021-016-9297-6

10. MacKay A. L., Laule C. Magnetic Resonance of Myelin Water: An in vivo Marker for Myelin // Brain. Plast. 2016. N 2(1). P. 71–91. https://doi.org/10.3233/BPL-160033

11. Heule R., Ganter C., Bieri O. Variable Flip Angle T1 Mapping in the Human Brain with Reduced T2 Sensitivity Using Fast Radiofrequency-Spoiled gradient echo imaging // Magn Reson Med. 2016. N 75(4). P. 1413–1422. https://doi.org/10.1002/mrm.25668

12. Arnholt J. C., Hanson D. P., Robb R.A. «NIFTY (NeuroImaging Functional Toolkit): an Interactive Program for Functional MRI Data Processing and Visualization», Proc. SPIE 2433, Medical Imaging 1995: Physiology and Function from Multidimensional Images (24 May 1995). https://doi.org/10.1117/12.209701

13. Yarnykh V. L., Bowen J. D., Samsonov F., Repovic P, Mayadev A., Qian P., Gangadharan B., Keogh B. P., Maravilla K. R., Jung L. K. Henson Fast Whole-Brain Three-Dimensional Macromolecular Proton Fraction Mapping in Multiple Sclerosis // Radiology. 2015. N 274(1). P. 210–220. https://doi.org/10.1148/radiol.14140528

14. Barz H., Schreiber A., Barz U. Demyelinating Diseases as a Result of Cerebral Edema? // Medical hypotheses. 2017. Vol. 104. P. 10–14. https://doi.org/10.1016/j.mehy.2017.05.010

15. Любимова З. В. Возрастная анатомия и физиология в 2 т. Т. 1. Организм человека, его регуляторные и интегративные системы. 2-е изд. М.: Юрайт, 2016. 447 с.

16. Атлас «Нервная система человека. Строение и нарушения» / под ред. В. М. Астапова и Ю. В. Микадзе. 4-е изд., пе-рераб. и доп. М.: ПЕР СЭ, 2004. 80 с.

17. Функциональная анатомия центральной нервной системы: учеб. пособие / сост.: В. Ш. Вагапова, О. Х. Борзилова, Д. Ю. Рыбалко, О. Р. Шангина. – 2-е изд., испр. и доп. Уфа: Изд-во ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России, 2018. 111 с.

18. Кулева С. А., Белогурова М. Б., Колыгин Б. А. Поздняя нейротоксичность противоопухолевого лечения у детей: ч. 1 // Онкопедиатрия.2014. № 2. С. 11– 16.

19. Shim J-M., Cho S-E., Kang C-K., Kang S-G. Low Myelin-Related Values in the Fornix and Thalamus of 7 Tesla MRI of Major Depressive Disorder Patients. Front. Mol. Neurosci. 2023;16:1214738. https://doi.org/10.3389/fnmol.2023.1214738

20. Junyu Guo, Qing Ji, Wilburn E. Reddick. Multi-slice Myelin Water Imaging for Practical Clinical Applications at 3.0 T // Magn. Reson. Med. 2013. № 70 (3). С. 813–822. https://doi.org/10.1002/mrm.24527

21. Liu H., Xiang Q-S., Tam R. Myelin Water Imaging Data Analysis in Less than one Minute // NeuroImage. 2020. N 210. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2020.116551