Migliorare il neuroimaging genetico - Cosa vediamo veramente?

Il miglioramento del neuroimaging genetico tramite meta-analisi (ENIGMA) riprende esattamente ciò che suggerisce il suo acronimo per esteso. Sono stati riportati numerosi risultati del gruppo di lavoro ENIGMA in pazienti con schizofrenia, durante la SIRS 2019, da Jessica Turner, dell’Imaging Genetics and Informatics Laboratory, Georgia State University, Georgia, USA.

La neurogenetica per immagini consente l'osservazione diretta del legame tra geni e struttura / funzionamento cerebrale. L'idea generale è quella di identificare variabili comuni nei polimorfismi a singolo nucleotide nei pazienti (con una diagnosi comune) e un'immagine cerebrale sottostante comune. Le tecniche di imaging utilizzate comprendono la risonanza magnetica (MRI), la MRI funzionale (fMRI) e la MRI- diffusion tensor imaging (DTI).

La professoressa Turner ha spiegato che il gruppo di lavoro ENIGMA è composto da molti gruppi di ricerca diversi, che mettono insieme e condividono i loro dati. I dati rimangono di proprietà di ciascun gruppo, ma tutti intraprendono le stesse analisi rigorosamente controllate per consentire l'inclusione dei dati di ciascun gruppo nella meta-analisi più ampia. Con il potere di aumentare il numero di pazienti; i dati acquisiti indicano che queste caratteristiche possono essere misurate e talvolta vengono alla luce scoperte che altrimenti non emergerebbero.

Una varietà di approcci

I vari gruppi di lavoro ENIGMA hanno già pubblicato dati preziosi su 9 diverse psicopatologie, compresa la schizofrenia. Tipico della maggior parte dei gruppi di lavoro, l'ordine di studio sta conducendo un'analisi subcorticale, corticale, genetica e una possibile analisi crociata. Le analisi secondarie di solito vengono di seguito. "Ad oggi, abbiamo ignorato gli studi genetici", ha detto la professoressa Turner ai partecipanti. Ma, come ha riferito, gli altri approcci hanno prodotto risultati interessanti.

Validità confermata

L'analisi subcorticale, che ha confrontato 2028 pazienti con schizofrenia con 2540 controlli è stata importante perché, come ha spiegato il professor Turner, ha stabilito l’effect size. Dall’analisi si è potuto notare che l'ippocampo, l'amigdala e il talamo erano le aree principali che differivano tra i gruppi. Nulla di sorprendente; ma le tecniche utilizzate e la loro validità sono state verificate in modo indipendente, qualcosa di per sé di grande valore.

Da allora sono state pubblicate analisi corticali, che hanno ulteriormente dimostrato l'ampio valore di tali iniziative di partecipazione. Lo hanno dimostrato dati di 9572 soggetti, 4474 dei quali con schizofrenia; rispetto ai controlli, i pazienti con schizofrenia presentavano una corteccia diffusamente più sottile  e una superficie ridotta. I maggiori effect size per entrambi i gruppi sono stati osservati nelle regioni del lobo frontale e temporale. Le differenze di gruppo regionali nello spessore corticale sono rimaste significative nel momento in cui si controllava statisticamente lo spessore corticale globale; suggerendo che la specificità regionale è reale. Al contrario, gli effetti per la superficie corticale sembrano globali.

I pazienti con schizofrenia hanno mostrato una corteccia più sottile e diffusa e una superficie ridotta

DTI - analisi della sostanza bianca

Recentemente sono stati pubblicati anche studi ENIGMA che utilizzano tecniche DTI ed è il primo studio coordinato su così vasta scala delle differenze microstrutturali della sostanza bianca nella schizofrenia. Un totale di 2359 controlli e 1963 pazienti con schizofrenia sono stati raccolti da 29 gruppi di studio indipendenti. Riduzioni significative nell'anisotropia frazionaria nei pazienti con schizofrenia erano diffuse e rilevate in 20 su 25 regioni di interesse all'interno di uno scheletro di sostanza bianca; che rappresentano tutti i principali fascicoli della sostanza bianca. Gli effect size variano in base alla regione; la corona radiata anteriore e il corpo e il genus calloso hanno mostrato i maggiori effetti, mentre sono state osservate riduzioni significative praticamente in tutte le altre regioni analizzate.

La corona anteriore radiata e il corpo calloso hanno mostrato i maggiori effetti, mentre sono state osservate riduzioni significative praticamente in tutte le altre regioni analizzate

Espansione e contrazione uniformi del volume cerebrale?

Oltre a studiare la materia grigia e bianca, un'associazione di 21 siti ENIGMA ha condotto una meta-analisi della forma subcorticale per determinare se il volume del cervello nei pazienti con schizofrenia è influenzato ugualmente in tutti i punti o se ci sono aree di espansione e contrazione. Sembra che, all'interno dell'ipotalamo, ad esempio, siano presenti sia aree espanse che contratte. I dati di questo studio con maggiori dettagli sono stati inviati per la pubblicazione.

Che dire della struttura e dei sintomi del cervello?

In seguito alla preparazione di fattori che consentano la conversione tra le varie scale utilizzate per valutare il funzionamento, sono stati anche effettuati confronti di sintomi e strutture. Pertanto, l'assottigliamento nelle regioni corticali prefrontali e temporali superiori appare associato a sintomi negativi e positivi, rispettivamente, nei pazienti con schizofrenia. Una meta-analisi DTI ha anche riportato una relazione significativa tra funzionamento cognitivo e microstruttura bianca.

L'assottigliamento nelle regioni corticali prefrontali e temporali superiori appare associato rispettivamente a sintomi negativi e positivi

Si possono vedere gli effetti dei farmaci?

È interessante notare che, negli studi corticali, gli effect size dello spessore corticale erano da due a tre volte maggiori nei pazienti che assumevano farmaci antipsicotici rispetto ai pazienti non trattati. Studi subcorticali stanno anche mostrando segnali di effetti sulla struttura differenziale tra pazienti trattati e non. Tuttavia, va notato che, come per la durata della malattia e l'invecchiamento, ottenere retrospettivamente dati coerentemente affidabili da ciascun gruppo partecipante può essere una sfida.

In futuro, questo approccio collaborativo su larga scala offrirà un mezzo eccellente per intraprendere analisi esplorative non solo nella schizofrenia ma anche in molte altre malattie psichiatriche. È aperto a tutti, indipendentemente dal numero di pazienti con cui si contribuisce, a condizione che il protocollo d'intesa sia rispettato.

Gli effect size dello spessore corticale erano da due a tre volte maggiori nei pazienti che assumevano farmaci antipsicotici rispetto ai pazienti non trattati

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