Patrick Freund, University Hospital Balgrist, Zürich, Schweiz

Nachverfolgung der degenerativen Veränderungen nach Rückenmarksverletzung über 5 Jahre

Gefördert in: 2017, 2018, 2019


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Problem: Das Verständnis der Langzeitveränderungen und ihre Bedeutung für die funktionelle Erholung nach Rückenmarksverletzung ist noch mangelhaft

Angriffspunkt: Visualisierung der Veränderungen im Rückenmark und Gehirn über die Zeit und in Bezug auf Höhe und Schwere der Verletzung

Ziel: Einschätzung der strukturellen Veränderungen als Vorhersageparameter für die funktionelle Erholung (5 Jahre)

 

Eine Rückenmarksverletzung ist ein dramatisches und lebensveränderndes Ereignis, das schlagartig eine bleibende Lähmung und einen Verlust der Wahrnehmung von Empfindungen zur Folge hat. Bei einer Rückenmarksverletzung werden auf- und absteigende Nervenfasertrakte, die die Information zwischen Gehirn und Rückenmark transportieren, geschädigt. Zum momentanen Zeitpunkt gibt es keine Heilung für Querschnittslähmung, aber durch die Forschung der letzten Jahre haben wir ein besseres Verständnis für die Regeneration im zentralen Nervensystem und für die funktionelle Erholung im Tiermodell gewonnen.

Um die translationale Forschung voranzubringen und damit eine Übertragung der Ergebnisse auf den Menschen und um ein besseres Verständnis für die Vorgänge zu bekommen, die einer funktionellen Erholung bei akuten und chronisch verletzten Patienten zugrunde liegen, braucht man bessere diagnostische Werkzeuge. Eine Methode, die Schwere der Rückenmarksverletzung festzustellen, ist das nicht–invasive MRT (Magnetresonanztomographie). Damit kann das Ausmaß und die mikrostrukturellen Veränderungen oberhalb des Verletzungszentrums bestimmt werden. Indem man auf die Implantat-freien Bereiche oberhalb der Verletzungshöhe im oberen Halsmark fokussiert, umgeht man das Problem der Artefakte durch Metallimplantate. Ein wichtiger Beitrag unsere Arbeitsgruppe war, einen entscheidenden Zusammenhang zwischen strukturellen Volumenveränderungen (z. B. Atrophie) und klinischer Beeinträchtigung bei rückenmarksverletzten Patienten in den ersten Jahren nach Verletzung zu zeigen.

2010 begannen wir mit einer Längsschnittstudie, bei der wir mit verbesserten MRT-Sequenzen das Gehirn und auch Teile des oberen Halsmarks (C1-C3) bei akuter Rückenmarksverletzung untersuchten. Diese quantitativen Untersuchungen machten es möglich, den Verlauf der Atrophie im hohen Halsmark und Gehirn über die ersten 2 Jahre nach dem akuten Trauma zu verfolgen. Interessanterweise, verlangsamte sich die Atrophie des Rückenmarks nach 2 Jahren etwas, während sie im Gehirn weiter fortschritt.

Mit diesem Projekt wird diese MRT-Studie auf einen 5 Jahres Zeitraum ausgedehnt. Das reichhaltige Datenmaterial aus den letzten Jahren zur akuten Rückenmarksverletzung hat Erkenntnisse zu frühen degenerativen Veränderungen im axonalen Gefüge ergeben. Es verspricht auch noch mehr Erkenntnisse bezüglich des Ausmaßes und der mikrostrukturellen Veränderungen, die im Rückenmark und in entfernt von der Verletzung liegenden Regionen des Gehirns ablaufen. Außerdem ermöglichen die Daten, den zeitlichen Verlauf von grundlegenden Krankheitsvorgängen zu verstehen, die für die Degeneration, Demyelinsierung, Ansammlung von Eisen und neuronaler Schädigung verantwortlich sind. 

Wir gehen von der Hypothese aus, dass eine traumatische Rückenmarksverletzung zu einem fortschreitenden Gewebeverlust führt, der abhängig ist von der Höhe der Verletzung und einen unterschiedlichen Verlauf in den motorischen und sensorischen Gehirnregionen über 5 Jahre hat. Das Ausmaß der Veränderungen hängt dabei mit den klinischen Beeinträchtigungen zusammen. Unser Ziel ist deshalb,

1) die zeitliche und regionsspezifische Entwicklung der Veränderungen mittels MRT und strukturellem Brian Mapping über 5 Jahre nachzuverfolgen,

2) eine Korrelation der strukturellen ZNS Veränderung zu erstellen und

3) den Vorhersagewert dieser Veränderungen für den klinischen Verlauf zu bestimmen.