Studiu global identifică markeri pentru cele cinci stadii clinice ale bolii Parkinson

Realizat de o echipă internațională de cercetători, studiul publicat în NPJ Parkinson's Disease analizează forma și structura subcorticală a creierului în boala Parkinson, cu scopul de a identifica modificări specifice asociate diferitelor stadii clinice ale bolii. Această cercetare se distinge prin dimensiunea mare a eșantionului și prin colaborarea dintre multiple centre de neuroimagistică la nivel mondial.
Boala Parkinson se caracterizează printr-o serie de simptome motorii (rigiditate, tremor, încetinirea mișcărilor) și non-motorii (tulburări cognitive, emoționale și autonome). Numeroase regiuni subcorticale, în special ganglionii bazali, talamusul, amigdala și hipocampul, sunt implicate în controlul motor și procesele cognitive.

Analiza volumetrică globală a acestor structuri a oferit deja indicii despre implicarea lor în boala Parkinson, însă analiza formei (shape analysis) vine cu un plus de finețe: evidențiază deformații locale (subțieri sau îngroșări) ce pot fi ignorate de măsurătorile clasice de volum total. Studiile anterioare, realizate pe eșantioane de dimensiuni mai mici, au sugerat modificări în special ale putamenului și nucleului caudat, dar și ale altor structuri precum globus pallidus și hipocamp. Totuși, rezultatele acestor cercetări variază considerabil din cauza diferențelor de metodologie, de eșantion și de instrumente folosite pentru prelucrarea imaginilor.

Metodologia studiului

Pentru a depăși limitările menționate, autorii au reunit date dintr-o rețea largă de centre de cercetare și au folosit proceduri de procesare armonizate, analizând un număr semnificativ de pacienți cu boala Parkinson și participanți sănătoși ca grup de control. Cercetarea a inclus:

• Evaluări clinice detaliate ale pacienților, printre care Hoehn și Yahr (HY) - sistem de stadializare a severității bolii -, Montreal Cognitive Assessment (MoCA) și MDS-UPDRS3 (scorul motor principal).
• Analize de formă subcorticală la nivel de vertecși (puncte de pe suprafața 3D a structurilor), concentrându-se pe ariile cu micșorări sau îngroșări locale ale scoarței gri subcorticale.
• Modele de învățare automată (machine learning), folosite nu doar pentru a diferenția pacienții de controale, ci și pentru a stabili corelații între caracteristicile de formă și stadiile bolii. Obiectivul a fost înțelegerea modelelor de degenerare și nu neapărat obținerea unor scoruri de diagnostic ridicate.

Astfel, cercetătorii și-au propus să ofere o imagine mai clară asupra modului în care boala Parkinson afectează regiuni subcorticale, atât în stadiile incipiente, cât și în cele avansate, și să clarifice rolul acestor structuri în progresia simptomelor motorii și cognitive.

Rezultate

Diferențe între pacienți și controale  

În ansamblu, majoritatea structurilor subcorticale au prezentat subțieri locale la pacienții cu Parkinson comparativ cu persoanele sănătoase. Printre cele mai afectate regiuni s-a numărat putamenul, urmat de nucleul caudat. În schimb, anumite zone din talamus au părut îngroșate (mai ales în stadiile incipiente), sugerând posibil un proces compensator sau fenomene de reorganizare locală.

Corelația cu stadializarea Hoehn și Yahr  

Pe măsură ce boala progresează de la stadii ușoare (HY1-HY2) la stadii avansate (HY3-HY4/5), s-a remarcat:

• Creșterea extinderii și intensității subțierii structurale în toate regiunile subcorticale, în special în putamen, nucleul caudat și amigdala.  
• Talamusul, care la început părea îngroșat în anumite zone, a prezentat ulterior subțieri semnificative, ceea ce sugerează că aceeași regiune poate trece prin schimbări complexe de-a lungul progresiei bolii.  
• Suprapunerea între stadiile succesive a scos în evidență puncte de cotitură între HY2 și HY3, când modificările structurale se accentuează.

Asocierea cu parametrii clinici  

• Timpul scurs de la diagnostic s-a corelat cu subțiri mai mari în putamen, caudat și alte regiuni limbice (amigdala, hipocamp), indicând un proces degenerativ treptat.  
• Scorul MoCA (cognitiv): performanțe cognitive mai slabe s-au asociat frecvent cu subțieri în regiuni critice pentru memorie și procesare emoțională, precum hipocampul și amigdala.  
• Scorul MDS-UPDRS3 (motor): nivelul crescut de dizabilitate motorie s-a asociat cu subțiri accentuate în zonele implicate în controlul mișcărilor, dar și cu anumite îngroșări regionale în globus pallidus și caudat, interpretate ca posibile mecanisme de compensare sau hiperactivitate locală.

Modele predictive și interpretări  

Folosirea modelelor de machine learning a confirmat majoritatea acestor tipare, evidențiind rolul critic al putamenului și nucleului caudat în diferențierea dintre pacienți și controale, precum și importanța regiuniilor talamice în înțelegerea stadiilor incipiente ale bolii. Totuși, autorii subliniază că aceste modele oferă mai degrabă o imagine integrată a întregii anatomii subcorticale decât o simplă interpretare liniară (îngroșare vs subțiere) la fiecare punct de pe suprafața creierului.

Concluzionând, studiul subliniază că analiza formei structurilor subcorticale poate evidenția modele complexe de subțiere și îngroșare pe parcursul bolii Parkinson, corelate cu simptomele clinice și stadiile de evoluție. Deoarece datele sunt de natură transversală, autorii avertizează că relațiile observate trebuie confirmate în studii longitudinale, însă rezultatele oferă deja o bază solidă pentru înțelegerea și monitorizarea progresiei bolii la nivel subcortical.