05. Pet nelle demenze A. Cistaro
Transcript
05. Pet nelle demenze A. Cistaro
PET NELLE DEMENZE: STATO DELL’ARTE E PROSPETTIVE FUTURE Angelina Cistaro Torino 6 Giugno 2014 Positron Emission Tomography Center IRMET , Euromedic, Turin, Italy. Coordinator of the AIMN PET Pediatric Study InterGroup, Italy Associate Researcher of Institute of Cognitive Sciences and Technologies, (CNR), Rome, Italy [email protected] Mappa frenologica del XIX secolo I PRINCIPI DI BASE Diagnostica per immagini che studia i processi biologici utilizzando radiocomposti, sonde in dose traccia, gamma o positroni emettitori (traccianti di flusso, di metabolismo, recettoriali) Imaging funzionale e bio-molecolare La sonda molecolare è scelta opportunamente in modo che si concentri nell'organo oggetto di studio e che si comporti come tracciante di una particolare funzione o meccanismo biologico (sonde molecolari) Studio funzionale: 18F-FDG Studio funzionale: 18F-FDG Studio recettoriale: 11C-Raclopride Studio recettoriale: 11C-Raclopride I PRINCIPI DI BASE come si fa Alle sonde sono legati atomi che sono rilevabili dall’esterno dell’organismo con varie metodiche di rilevazione. Utilizzando radionuclidi gamma emittenti: SPECT Utilizzando radionuclidi positroni emittenti: PET I PRINCIPI DI BASE I PRINCIPI DI BASE cosa si può fare E’ possibile disegnare moltissime di queste sonde e quindi “tracciare” nell’organismo molteplici meccanismi molecolari Sistema integrato PET/TC TC PET 18F-2-FLUORO-2-DEOSSIGLUCOSIO (FDG) ALLA NASCITA corteccia sensori-motoria, cingolo, talamo e nuclei della base corteccia mesiale temporale e verme cerebellare A 3 MESI corteccia parietale, temporale e occipitale, corteccia cerebellare A 8 MESI prima corteccia laterale frontale poi quella mesiale Chugani. PREVENTIVE MEDICINE 27, 184-188 (1998) NEUROIMAGING NELLE MALATTIE NEURODEGENERATIVE 18F-FDG Brain rest AD 67 anni Dove sono le aree di Brodmann? Dott. D. Cecchin Dott. D. Cecchin Dott. D. Cecchin Dott. D. Cecchin Dott. D. Cecchin Analisi statistica parametrica voxel by voxel Individuazione aree su atlante di Talairach-Tournoux Uomo di 76aa Difficoltà recupero delle parole 39 e 40 giro parietale inferiore (angolare) di sinistra (BA 39 e 40) QUADRI METABOLICI NELLE MALATTIE NEURODEGENERATIVE Dott. U.P. Guerra MALATTIE NEURODEGENERATIVE: principali indicazioni al brain FDG-PET Alzheimer disease (AD) Early-onset AD (EOAD) Late-onset AD (LOAD) Genetic AD Frontotemporal lobe degeneration Acquired forms typical presentation (amnestic syndrome) atypical presentations -posterior cortical atrophy (PCA) -frontal variant AD (fvAD) -primary aphasia (logopenic aphasia) -primary apraxia Behavioral variant FTLD Primary progressive aphasia Genetic forms (progranulin, TARDBP, FUS, C9orf, …) non-fluent aphasia semantic dementia logopenic aphasia MALATTIE NEURODEGENERATIVE: principali indicazioni al brain FDG-PET α-synucleinopathies Diffuse LewyLewy-body disease Dementia with Lewy bodies Parkinson’s disease dementia Multi-system atrophy (MSA) cerebellar MSA (MSA-c) ‘Parkinson’ MSA (striatonigric degeneration) (MSA-p) Tauopaties Progressive sopranuclear palsy (PSP) with variants -Pure akinesia with gait freezing (PAGF) -PSP- Parkinsonism (PSP-P) -with motor neuron disease (MND) -apraxia of speech -… Corticobasal degeneration (CBD) Characteristic Metabolic Patterns of Alzheimer Disease ParietalParietal-temporal Posterior cingulate Precuneus Medial temporal lobe Metabolic Patterns of Posterior cerebral atrophy (PCA) Metabolic Patterns Mild Cognitive Impairment (MCI) 71 aa ADL nella norma MMSE >24 Un individuo con MCI è una persona non-demente con deficit cognitivo oggettivo, singolo o multiplo, nel dominio della memoria o meno, ad elevato rischio di convertire in demenza. L’eterogenità clinica cognitiva corrisponde bene alla varietà delle possibili condizioni neuropatologiche sottostanti che progrediranno in AD o altri tipi di demenza. Al contrario, il 30 % dei soggetti con MCI non svilupperanno demenza o AD. MCI 64 aa Un AD pattern suggerisce una diagnosi di AD prodromico Un FDG scan negativo esclude forma neurodegenerativa D. Perani. Clin Transl Imaging (2013) 1:247–260 Characteristic Metabolic Patterns of Frontotemporal Dementia Frontal Lateral temporal Insula Anterior cingulate Frontotemporal Dementia variants Classic FTD frontal-predominant form temporal variant disinhibited behavior and impaired language disinhibited behavior disturbi del linguaggio Characteristic Metabolic Patterns of Lewy Bodies Dementia Ventrolateral frontal ParietalParietal-temporal Precuneus Occipital Visual cortex Diagnosi differenziale DLB vs AD SPECT di perfusione con 99mTc-ECD o HMPAO Probabile AD Recttoriale presinaptico 123I-β-CIT o 18F-DOPA A. Antonini, Neuropych Deasese and Treat 2007 Probabile DLB DLB : perdita DAT simile a PD, ma riduzione gradiente rostro-caudale LA SCINTIGRAFIA MIOCARDICA CON 123I-MIBG nella DLB e nella AD TERMINAZIONE NERVOSA NEUROADRENERGICA Nella AD il rapporto cuore/polmone è normale DO PA D A AD VM AT DH PG UPTA KE-1 MA N O E N E N E N E β 2 UPTA KE-2 β 1 α 2 α 1 Nella DBL il rapporto cuore/polmone è ridotto DLB Characteristic Metabolic Patterns of Corticobasal Degeneration alien limb syndrome 18F-FDG PARKINSONISMI e Dementia 18F-DOPA Cistaro in PET/CT in diagnosis of movement disorders. Ann. N.Y. Acad. Sci. 1228 (2011) IL NEUROIMAGING FUNZIONALE IN PSICHIATRIA neuroimmagini strumento per la comprensione delle basi neurobiologiche dei disordini mentali Architectonic subdivisions of the medial surface of the human brain Ongur et al. (2003) PSICHIATRIA E NEUROIMMAGINI Le neuroimmagini in psichiatria possono essere utilizzate per: migliorare la comprensione della neurobiologia delle malattie migliorare la comprensione dei meccanismi di azione della terapia valutare nuovi composti come agenti terapeutici proporre biomarker per valutare i trial clinici prevedere la risposta individuale al trattamento evidenziare i profili neuroanatomici, funzionali, neurochimici o strutturali associati a specifici disordini DEPRESSIONE E NEUROIMMAGINI Dalla letteratura risulta che le aree maggiormente implicate nella eziopatogenesi della DM sono: •corteccia prefrontale dorsolaterale (DLPFC) •corteccia prefrontale mediale •corteccia orbito-frontale •ippocampo e amigdala •cingolo anteriore e posteriore •corteccia temporale anteriore •nucleo caudato •talamo Amygdala-centric model Prefrontal cortex: VL-PFC medial PFC pregenual of anterior cingulate Familiar pure depressive disease Pz vs controlli Wayne C. Drevets et al. Correlazione positiva con Hamilton Score i cambiamenti nella corteccia prefrontale sinistra rappresentano lo “stato di anormalità” Pz sintomatici vs Pz asintomatici i cambiamenti nell’amigdala sinistra possono rappresentare il “tratto di anormalità” 3 regioni della corteccia prefrontale individuate componente laterale corteccia ventro-laterale della corteccia prefrontale (BA 10, 45 e 47) componente anteriore corteccia frontale polare (BA 10) componente mediale porzione pregenuale del cingolo anteriore (BA 32) Increased activity of the right hippocampus and the left cerebellum Blood flow in right hippocampus : corrected for age and gender effect. 15O labelled radioactive water of 42 unselected in-patients suffering from moderate to severe depression and 47 healthy controls controlling for age and gender. Vidaebeck et al Psychological Medicine, 2001;31:1147-1158 increased activity of the right hippocampus and the left cerebellum Cerebellum and amygdala are involved in the mediation of unpleasant emotions Leiner et al. 1991; Paradiso et al. 1999 Cerebellum is active in recognition of emotion in spoken words Imaizumi et al. 1997 Vidaebeck et al Psychological Medicine, 2001;31:1147-1158 No differences in tracer distribution were found between the atypical patients and the controls. Mitochondrial Function Is Related to Alterations at Brain SPECT in Depressed Patients Gardner et al. CNS Spectrums 2008 13:805-814 CS: cytrate synthase, indice di attività mitocondriale An implicit suggestion arising from our study is the use of tracers designed to assess mitochondrial functions in order to estimate the prevalence, the clinical features, and the neuro-biological substrates of depression associated with mitochondrial dysfunction. Depressi con deficit di CS vs depressi con normale contenuto di CS Brody et al. Kennedy et al. La FDG-PET sembrerebbe avere anche un valore predittivo di risposta al trattamento On pre-treatment scans, lower metabolism in the left ventral anterior cingulate gyrus was associated with better treatment response. These findings implicate ventral prefrontalsubcortical brain circuitry in the mediation of response to serotonin reuptake inhibitors in MDD. 16 pz MDD 9 pz risposta 13 pz MDD 10 pz DLPC sx e dx (BA 46), cingolo anteriore sx (BA 32) e insula dx Verme cerebellare dx Depressed patients with (MMSE <25) and without (MMSE>29) cognitive impairment 10 pz vs 10 pz Giro prefrontale mediale sx (BA 10) Verme cerebellare dx I punti chiave La riduzione del flusso nella corteccia fronto-mediale sembra essere l’anormalità critica nella depressione con disturbo cognitivo. Il profilo è diverso da quello visto in AD: posteriore parieto-temporale, simmetrico. Il defici cognitivo in AD e quello visto nella depressione maggiore possono essere dovuti a disfunzione in sistemi neuro-anatomici distinti. Nella demenza fronto-temporale i reperti metabolici e di flusso sono più estesi e bilaterali che quelli descritti nella pseudodemenza. Caution Sulla possibiltà di utilizzare questi parametri per una diagnosi differenziale. Una valutazione longitudinale può chiarire la diagnosi nella maggior parte dei casi. Maybe you are so lucky to find almost always these typical and ‘easy’ presentations in your clinical practice, but the reality often exceeds the imagination…! The Future β amiloide negativi β amiloide positivi Imaging molecolare con ligandi per la β amiloide 18F-florbetapir, florbetaben, flutemetamol 151 subjects: 51 MCI 31 AD 69 cognitively normal CN Studio longitudinale (18 mesi) L’accumulo abnorme di β amiloide in PET ha implicazioni per la presente e futura perfomance cognitiva MCI Aβ+ hanno mostrato un più severo peggioramento che MCI AβCN Aβ+ predice un più severo peggioramento AD Aβ+ hanno un più severo peggioramento nella fluenza verbale e un trend di più severo declino al MMSE Utilità della PET con amiloide si basa su 3 maggiori assunzioni: che l’immagine PET riflette accuratamente il carico di β-amiloide che la PET può individuare la β-amiloide nelle fasi precoci di malattia, prima dell’insorgere della demenza che la presenza di β-amiloide individuata dalla PET ha rilevanza per l’attuale e futura performance cognitiva. Dal momento che per la diagnosi di AD è richiesta una patologia legata alla β-amiloide, la precoce dimostrazione dell’assenza della Aβ può portare in questi pazienti all’ulteriore valutazione di altre cause di impairment potenzialmente trattabili (per esempio la depressione!) Caution!!! Amyloid-PET non è sufficiente da sola a confermare una diagnosi di AD. Aβ può essere presente in DLB, PD e malattia cerebrovascolare. It remains unclear whether this reflects the coincidence of two or more disease entities (for example, AD independently in addition to DLB) or whether Aβ (and tau) pathology can be found independently in multiple disease entities. L’avvento della PET per l’amiloide non evita l’indispensabilità della valutazione clinica e cognitiva M.Marujama et al. La situazione diventa ogni giorno più interessante… by Elisa e Piercarlo