RICERCHE MINISTERIALI CORRENTI 2004 - (RAZIONALI) MODULAZIONE DELLA NEUROGENESI NEL CERVELLO ADULTO: UNO STUDIO CLINICO E SPERIMENTALE Obiettivi Materiali e Metodi Questa ricerca si propone di affrontare due quesiti di particolare rilevanza per la comprensione del ruolo della neurogenesi nella patologia umana e dei meccanismi che possono portare ad una sua modulazione: Parte Sperimentale Clinica - Responsabile: Andrea Martinuzzi Polo Scientifico: Conegliano Veneto (TV) Ente Responsabile: Azienda USSL n. 7 Pieve di Soligo Tipo di ricerca: Ricerca Sanitaria Finalizzata Regione Veneto anno 2004 Date di inizio - fine: 2005-2007 Linea di ricerca: Neurobiologia - Quale e quanto sia il ruolo che le modificazioni del potenziale di neurogenesi del SNC hanno in condizioni cliniche caratterizzate da esiti complessi cognitivi a lungo termine, Quali siano i segnali molecolari in grado di promuovere o inibire la neurogenesi e quali siano le vie metaboliche attivate. Lo studio affronterà il primo quesito utilizzando la volumetria ippocampale come indice indiretto del mantenimento del potenziale di neurogenesi di tale area, correlandolo con misure funzionali e con markers bioumorali specifici, ed il secondo mediante analisi su microarrays del pattern di espressione evocato in-vitro in colture primarie da ippocampo embrionale di ratto da condizioni pro-neurogeniche o anti-neurogeniche. In dettaglio quindi la ricerca si pone i seguenti obiettivi: 1) Valutare la volumetria ippocampale in soggetti con deficit cognitivi da cerebrolesione acquisita recente, e le sue modificazioni nel tempo. 2) Correlare i dati ottenuti in 3) con dati funzionali cognitivi e livelli sierici di BDNF; 3) Esplorare il pattern di espressione di cellule neuronali staminali di ratto. 4) Descrivere le modificazioni del pattern descritti in 1) indotte da farmaci della classe degli SSRI o da altri agenti farmacologici. 1)Misurazione del volume dell'ippocampo e dell'amigdala separatamente in soggetti con deficit cognitivi da cerebrolesione acquisita recente o sottoposti a radioterapia per neoplasia del SNC, e le sue modificazioni nel tempo 2)Valutare eventuali correlazioni tra sintomatologia cognitiva, in particolare con le funzioni cognitive supportate dall'ippocampo, sintomatologia psichiatrica soprattutto depressiva e possibili alterazioni dei volumi delle strutture suddette. 3)Valutare le eventuali correlazioni fra volumetria e alterazioni ormonali (cortisoluria) e dei livelli serici di BDNF . 4)Fornire un potenziale strumento di monitoraggio e di indice di risposta all'eventuale trattamento della terapia antidepressiva. Verranno inclusi pazienti con cerebrolesione acquisita o sottoposti a trattamento con irradiazione per neoplasia cerebrale (entrambi non occorsi prima di 30gg) reclutati presso il Dipartimento di Neuroscienze e presso l'URNA di Pieve di Soligo. Criteri di inclusione: Soggetti 1)di entrambi i sessi 2)di età compresa tra i 14 e i 50 anni 3)con diagnosi di TBI moderato o grave senza lesioni dirette alle strutture temporali (almeno 12 soggetti) 4)sottoposti a ciclo di radioterapia craniospinale per tumori del SNC (almeno 12 soggetti) ANNUARIO SCIENTIFICO 2003-2004 183 RICERCHE MINISTERIALI CORRENTI 2004 - (RAZIONALI) Criteri di esclusione: Test psicometrici Soggetti 1)Test per la valutazione neuropsicologica delle funzioni ippocampali: Test di span di cifre, test di memoria di prosa, test di apprendimento di coppie di parole, test di apprendimento di 10 parole; e di funzioni frontali (FABIT= Frontal Assessment Battery) 1) di età inferiore a 14 e superiore a 50 anni 2) Affetti da abuso e/o dipendenza da alcol e altre sostanze 3) terapia in atto con farmaci SSRI 4) Affetti da depressione ricorrente, PTSD, distimia, disturbo bipolare, disturbo d'ansia, schizofrenia, disturbo schizoaffettivo 5) Portatori delle seguenti patologie internistiche: 6) Patologie epatiche 7) Patologie cardiovascolari 8) Patologie metaboliche 9) Patologie endocrine 10)Patologie renali 11)Patologie ematologiche 12)Turbe emocoagulative (leucosi, trombocitosi, porpora trombotica trombocitopenica) 13)Patologie neurologiche (demenza, epilessia, Parkinson, stroke) 14)Malattie infiammatorie croniche intestinali 15)Donne in gravidanza o che allattano 16)Criteri di esclusione per l'esecuzione della RMN: claustrofobia, portatori di pace-maker o di protesi ferromagnetiche e del cristallino Test di laboratorio Verranno effettuati prelievi ematici per la valutazione di: cortisolemia, ACTH, TSH, FT4, e BDNF Verrà effettuata raccolta delle urine nelle 24 h per 2 giorni per la misurazione dalla cortisoluria delle 24 h. 184 2)M.I.N.I. Mini International Neuropsychiatric Interview (Sheehan and Lecrubier, 1994) 3)Scala di Hamilton per la Depressione (HDRS): è una scala che registra e misura la presenza e l'intensità di specifici sintomi depressivi. Comprende 17 items che devono essere compilati dall'intervistatore sulla base della propria esperienza clinica e delle condizioni del pazienti al momento del colloquio. I punteggi di cut-off sono stati fissati, sulla base di numerosi riscontri clinici, sui seguenti valori: 0-7: assenza di depressione; 8-15: depressione minore; ³16: depressione maggiore. La scala è stata ampiamente validata e correla con le principali scale utilizzate per la misurazione dell'intensità dei sintomi depressivi (Hamilton M.A., 1980). 4)Beck Depression Inventory (BDI). La Beck Depression Inventory è una scala di autovalutazione per la misurazione dell'intensità dei sintomi depressivi. È costituita da 21 items, ciascuno graduato secondo una scala di quattro livelli di intensità crescente (da o a 3). Il punteggio totale può essere compreso tra 0 e 63. È stata utilizzata in numerosi studi psichiatrici ed ha una validità empirica, non diagnostica. È sensibile alle variazioni di intensità dei vissuti depressivi e si è mostrata affidabile in studi test-retest, così come nella valutazione di gruppi diagnostici differenti (Beck, Beamesderfer 1974). I punteggi di cut-off per i diversi livelli di gravità sono arbitrariamente definiti come segue: 0-12: normale; 13ANNUARIO SCIENTIFICO 2003-2004 20: depressione lieve; 21-30: moderata; 30: severa. Valori al di sopra di 16 sono considerati in molti studi, indicativi d un disturbo depressivo in atto. 5)Scala di Hamilton per l' Ansia (HAS). Comprende 14 items, alcuni dei quali si riferiscono a segni clinici che l'intervistatore deve rilevare durante il colloquio (la cui durata non deve superare i 30 minuti) 6)State-Trait Anxiety Inventory (STAI). Comprende due scale di autovalutazione (STAI Y1 e Y2) che misurano l'ansia di stato e l'ansia di tratto. Ciascuna scala è costituita da 20 items. L'ansia di stato rappresenta l'ansia espressa dal paziente in quel preciso momento ed è sensibile agli eventi maggiori o minori della vita. Acquisizioni delle immagini ed Analisi Le immagini verranno ottenute mediante l'uso dell'apparecchiatura di Risonanza Magnetica Nucleare ad 1 Tesla (Picker-Marconi, Polaris 1.0T) dell'Unità Operativa di Neuroradiologia dell'Azienda Ospedaliera di Padova. Per tutti i pazienti verra eseguito uno studio standard cerebrale senza mdc con sequenze T1 assiali e sagittali, DP/T2 e FLAIR assiali e coronali T2, che comprendono l'area che va dal forame occipitale al vertice e dal piano frontale fino a quello occipitale e regione temporale bilaterale. Per lo studio volumetrico verrà effettuata una sequenza T1 pesata 3D volumetrica, ottenendo 108 sezioni sagittali da 1,0 mm, con TE di 4,5 msec, TR di 25 msec e con matrice 192x256. Con tale sequenza otteniamo una acquisizione del volume parenchimale secondo piani sagittali che potranno essere ricostruiti con ottima definizione secondo piani assiali e coronali. L'uso di tale tecnica T1 pesata consente una buona definizione anatomica ed una significativa differenziazione tra la corteccia e la sostanza bianca. RICERCHE MINISTERIALI CORRENTI 2004 - (RAZIONALI) L'esame volumetrico acquisito verrà trasferito alla work-station per la rielaborazione delle immagini, la delimitazione delle regioni d'interesse (ROI) ed i successivi calcoli volumetrici mediante l'appli- cazione del software DCMSuite, un prodotto in grado di visualizzare, elaborare, archiviare, inviare, stampare e refertare immagini digitali provenienti da sistemi che aderiscono allo standard DICOM 3. DCMSuite, sviluppato da Studio Synthesis S.A: si compone di vari moduli, di cui cinque sono quelli principali: DCMService Storage Service Class Provider (SCP) Query/Retrieve SCP Multi threaded Livelli di protezione configurabili Porte multiple d’ascolto DCMMonit DCMQuery Monitoraggio in tempo reale delle connessioni al DCMService Query/Retrieve SCU, per interrogare il nodo DICOM locale o nodi remoti Storage Service SCU per spedire le immagini Import di serie DICOM da directory DCMView Visualizzazione di serie multiple Ottimizzazione della LUT Zoom dell’immagine Flip dell’immagine Setup del livello di grigio Disegno di regioni di interesse (ROI) in modo manuale e semiautomatico/interattivo Analisi delle immagini di tipo qualitativo e quantitativo Riformattazione delle serie secondo gli assi principali Esportazione dei dati elaborati in formato ACII Export di volumi in vari formati ANALYZE, VOX e Pinnacle, eventualmente mediante FTP Export di immagini DICOM in vari formati immagine standard (TIFF, JPEG, PCX GIF, BMP) Conversione in formato DICOM di immagini TIFF o RAW Importazione in formato DICOM di immagini acquisite con scanner CR o provenienti da acquisizioni con driver TWAIN Esportazione dei dati elaborati in formato ASCII ANNUARIO SCIENTIFICO 2003-2004 185