PET-MR ved kognitiv svikt

Demens er en klinisk diagnose som forårsaker kognitiv svikt på grunn av patologiske endringer i hjernen. Den vanligste formen for demens er Alzheimers sykdom (AD), preget av hjerneavleiringer av tau og amyloid-ß. Disse patologiske avleiringene utvikler seg i tre stadier: preklinisk, prodromal og klinisk. Preklinisk AD er definert ved tilstedeværelse av tau og amyloid-ß, men uten hukommelsesvansker. Milde hukommelsesvansker blir tydelige når sykdommen utvikler seg til prodromalt stadium. Ofte får disse pasientene diagnosen mild kognitiv svikt (MCI). MCI kan utvikle seg til klinisk AD ledsaget av mer alvorlige symptomer. Andre former for demens er vaskulær demens, Lewylegeme-demens og frontotemporal demens. Både magnetisk resonanstomografi (MR) og positronemisjonstomografi (PET) har blitt viktige modaliteter for medisinsk forskning og klinisk håndtering av kognitive svikt.

MR gir funksjonelle og strukturelle målinger, hvor den strukturelle T1-vektede sekvensen er den mest utførte skanningen for å fremstille vevsanatomi og tetthet. Andre generelle sekvenser som er relevante for AD-forskning er T2-vektede bilder, Fluid-attenuated inversion recovery (FLAIR), diffusjons-MR og funksjonell MR. Alle gir innsikt i den strukturelle helsen til hjernen ved AD ettersom de alle relaterer til tilstanden av nevrodegenerasjon. Eksempler på noen nevnte MR-sekvenser er visualisert i Figur 1, som viser de patologiske forskjellene mellom en frisk person og en pasient med AD.

MR kan som sagt gi verdifull informasjon om hjernens strukturelle integritet, mens PET-bilder gir metabolsk data om amyloid-ß og tau-avleiring basert på opptaket av det nukleære sporstoffet. Vi kan kvantifisere mengden av sporopptak i et bestemt område av hjernen, som reflekterer graden av amyloid-ß og tau-byrden.

Amyloid-ß PET ble først tilgjengelig i 2004 med introduksjonen av sporstoffet Pittsburgh Compound B (PiB). PiB var imidlertid begrenset til forskning og bestemte sykehus da den tilknyttede 11C-isotopen har en kort halveringstid (20 minutter). Andre sporstoffer er utviklet basert på 18F-isotopen (halveringstid på 110 minutter) for å håndtere dette problemet, noe som resulterte i produksjonen av Florbetapir, Florbetaben, Flutafuranol og Flutemetamol. Ved AD blir amyloid-ß PET-bilder unormale før tau-avleiringen og nevrodegenerasjonen (MR) begynner, noe som understreker dets potensial for stadiumbestemmelse i de tidlige AD-stadiene.

Utviklingen av tau PET-sporstoff begynte for alvor rundt ti år etter at PiB ble introdusert. Vi kan skille mellom første og andre generasjon av tau-sporstoffer, hvor Flortaucipir og MK-6240 er de mest brukte tau-sporstoffene i AD-forskning. Selv om alle første og andre generasjons sporstoffer er basert på 18F-isotopen, så varierer de i bindingsaffiniteter som bør vurderes for deres bruk. Likevel har tau PET-bilder et stort potensial for AD-forskning og klinisk håndtering, ettersom tau-avleiringsmønstrene er mer heterogene på tvers av individer og AD-stadier. Dette er verdifullt for spesifikke diagnostiske klassifiseringer basert på romlige tau-avleiringsmønstre.

I tillegg er hypometabolisme også et viktig kjennetegn. Nevrontap og redusert synaptisk aktivitet er assosiert med alle nevrodegenerative sykdommer, akkurat som AD. Som et resultat bruker hjernen mindre glukose for metabolisme, kalt hypometabolisme. Glukosemetabolisme kan måles ved bruk av sporstoffet Fluorodeoksyglukose (FDG), som er en glukoseanalog. AD er assosiert med spesifikke romlige FDG-mønstre, som er nyttige når man kombinerer tau- og amyloid-ß-bilder.

Å kombinere PET og MR-modaliteter har stort potensial innen forskning og medisin, for å danne en bedre forståelse og evaluering av de patofysiologiske mekanismene ved AD på tvers av stadiene. Fremtidige innsats kan føre oss til bedre diagnostiske klassifiseringer, sykdomsstadier og evalueringer av AD-prognose.