Biomarcadores de neuroimagem em superagers estudados por meio da ressonância magnética de crânio multimodal

• Autor(a) principal: Godoy, Laiz Laura de
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5151/tde-08042024-142046/
• topic: Aging; Biomarcadores; Biomarkers; Cognição; Cognition; Envelhecimento; Espectroscopia de Prótons por Ressonância Magnética; Functional Resonance Magnetic Imaging; Imagem por Ressonância Magnética Funcional; Memória; Memory; Proton Magnetic Resonancez Spectroscopy; Superager; Superager

Introdução: Superagers são amplamente definidos como indivíduos com mais de 80 anos com desempenho de memória episódica semelhante ou superior aos indivíduos de meia-idade (50-65 anos), o que pode refletir resiliência aos mecanismos convencionais do envelhecimento. Para oferecer um conhecimento mais abrangente sobre o fenótipo dos superagers, vários biomarcadores, incluindo testes neuropsicológicos, neuroimagem, perfis genéticos, histopatológicos e bioquímicos, têm sido estudados na última década. Em termos de registros de neuroimagem, sabese que os superagers mostram preservação cortical seletiva em regiões específicas da rede de modo padrão e rede de saliência, sobrepostos por conectividade funcional mais forte. No entanto, esses estudos incluíram indivíduos a partir dos 60 anos de idade, o que pode ser tendencioso para obter afirmações significativas sobre o desempenho da memória preservada no extremo da vida ( 80 anos). Objetivos: Explorar a importância dos biomarcadores de neuroimagem usando técnicas multimodais de ressonância magnética cerebral para caracterizar superagers e diferenciá-los de seus pares com envelhecimento cognitivo normal. Primeiro, procuramos investigar qualquer relação entre as concentrações de metabólitos cerebrais obtidos por espectroscopia de prótons de voxel único por RM no giro do cíngulo posterior, com o desempenho cognitivo em uma população selecionada de superagers e controles idosos cognitivamente normais (controles idosos). Nossa hipótese é que existe uma assinatura neuroquímica diferente entre esses dois grupos de participantes. Em um estudo adicional, comparamos as diferenças na conectividade funcional no estado de repouso entre superagers e controles idosos em uma variedade de redes neurais para identificar as redes mais discriminativas e as regiões dentro das redes capazes de prever os superagers. Além disso, examinamos as diferenças na probabilidade de ser um superager entre os dados de RM funcional em estado de repouso em campos magnéticos de 3 Teslas (T) e 7T. Nossa hipótese é que as redes funcionais são críticas para prever a função cognitiva preservada em superagers, e as medidas de conectividade funcional seriam aprimoradas em um campo magnético ultra alto. Métodos: Trata-se de uma compilação de dois artigos. Para o primeiro estudo, 25 participantes, compreendendo 12 superagers e 13 controles da mesma média de idade, foram analisados estatisticamente. Usamos espectroscopia de prótons de voxel único na RM 3T para quantificar 18 neurometabólitos no córtex do giro do cíngulo posterior de nossos participantes. Todos os dados da espectroscopia foram analisados usando o software LCModel. Os resultados foram posteriormente analisados usando duas abordagens para comprovar a precisão da técnica: i) comparação da concentração média de metabólitos estimada com limites inferiores de Cramer-Rao < 20%; ii) cálculo e comparação das médias ponderadas dos metabólitos. No segundo estudo, 31 participantes, compreendendo 14 superagers e 17 controles idosos, foram incluídos para análise. Os participantes foram submetidos a RM funcional de repouso em aparelhos de RM 3T e 7T. Um algoritmo de classificação de predição usando um modelo de regressão penalizado nas medições da rede foi empregado para calcular as probabilidades de um idoso saudável ser um superager. Além disso, usamos Odds Ratios (ORs) para quantificar a influência de cada região (nós) em redes pré-selecionadas. Resultados: No estudo de espectroscopia, o principal achado observado foi uma maior concentração total de Nacetil aspartato (NAA+NAAG) em superagers do que em controles idosos usando ambas as técnicas (p = 0,02 para concentração média e p = 0,03 para as médias ponderadas). No estudo investigando a RM funcional em estado de repouso entre os grupos, as principais redes que diferenciaram superagers de controles idosos foram as redes de modo padrão, saliência e rede de linguagem. Os nós mais discriminativos (ORs > 1) em superagers abrangeram áreas no pré-cúneo do córtex cingulado posterior, córtex pré-frontal, junção temporoparietal, pólo temporal, córtex extraestriado superior e ínsula. O modelo de classificação de previsão para ser um superager mostrou melhor desempenho usando o conjunto de dados na RM funcional de repouso no aparelho 7T comparado ao 3T. Discussão e Conclusão: Esta compilação de artigos usando técnicas multimodais de RM cerebral pode contribuir como biomarcadores para diagnosticar o declínio cognitivo precoce e fornecer novos insights sobre os mecanismos biológicos envolvidos na resiliência cognitiva. O primeiro estudo destacou e comparou as diferenças metabólicas no córtex cingulado posterior de superagers e controles idosos, apontando para a direção de que concentrações mais altas de NAA total podem contribuir para o processo de resiliência das vias convencionais de envelhecimento presentes em superagers. No segundo estudo, nossos achados indicaram que a RM funcional de crânio em estado de repouso pode ser uma técnica útil para acessar memória preservada nos idosos e em identificar potenciais superagers, particularmente em regiões pertencentes às redes de modo padrão, saliência, e rede de linguagem. Nossos resultados também destacam o benefício dos aparelhos de RM de campo magnético 7T sobre o 3T para esta tarefa de diagnóstico e classificação, contando principalmente com o aumento da relação sinal-ruído temporal e os maiores coeficientes de conectividade funcional do estado de repouso fornecidos pelo campo ultra-alto. Nossos resultados garantem validação adicional em estudos prospectivos com coortes maiores