Dimensions of the olfactory bulb and sulcus and their relation with olfactory cortical regions in usher syndrome

Palavras-chave: Usher Syndrome,Smell,Olfaction Disorders

BACKGROUND AND PURPOSE: Olfactory dysfunction is thought to be associated with Usher Syndrome (USH), although only few and controversial results are available. A recent animal study, along with other ciliopathies studies, provided support to the notion of olfaction underperformance in USH. We set out to report olfactory function for USH and both USH1 and USH2 genotypes. Olfactory bulb volumes, olfactory sulcus depths and olfaction-associated brain regions were also analysed. MATERIALS AND METHODS: Twenty-six controls with no previous olfactory deficit were age-and-sex-matched to 32 USH patients (11 USH1, 21 USH2). Morphometric Magnetic Resonance Imaging (MRI) and a butanol threshold test were used to evaluate brain structures and olfactory function, respectively. OB volumes and OS depths were manually measured by three operators (JR, AP, SF) using Osirix, with excellent intraclass coefficient tests. Averaged values across all measurements as well as brain regions’ volumes as segmented by Freesurfer were used for statistical analysis in SPSS. RESULTS: Olfactory thresholds were significantly higher in USH, Z = 3.508, p = 0.000452, and posthoc testing showed that this was mainly due to USH1 patients as compared to controls, p = 0.000184. OB volumes were not significantly different between groups, F(1,52) = 0,034, p = 0.855, and subgroups, F(2,50) = 0,798, p = 0.456. However, we did find butanol thresholds to be correlated with left OB volume for the USH1 subgroup alone (rs = -0,692, p = 0.018). OS depths across groups were found to be significantly different as shown by repeated-measures ANOVA, F(1,52) = 7,076, p = 0.01. Analysis of subgroups revealed a significant decrease for left OS depth, t(45) = 2,053, p = 0.047, only for USH2 patients (adjusted mean = 5.415 mm, DP = 0.548 mm) versus controls (adjusted mean = 7.586 mm; DP = 0.492 mm). As for brain regions, although differences were observed for a subgroup × gender analysis, F(2, 50) = 7.805, p = 0.001, the overall model for both group and subgroup analysis were not significant, F(1,52) = 1.980, p = 0.165 and F(2, 50) = 2.234, p = 0.118, respectively. CONCLUSIONS: The results provide evidence of olfactory dysfunction in patients with USH that correlates significantly with left OB volume specifically for the USH1 subgroup. Although olfaction is similar to controls, a decrease for left OS depth is present in the USH2 subgroup.  CONTEXTO E OBJETIVO: Pensa-se que disfunção olfativa está associada ao Síndrome de Usher (USH), apesar de haver apenas um quantidade reduzida de artigos estar disponível, com bastante controvérsia.. Um estudo recente em animais, juntamente com outros estudos de outras ciliopatias, apoia a noção de défice olfativo em USH. Assim, colocamos como objetivo estudar a função olfativa para tanto USH e 2 dos seus genótipos (USH1 e USH2). Volumes dos bolbos olfativos (BO), profundidade dos sulcus olfativos (SO) e áreas cerebrais associadas com o olfato também foram analisadas. MATERIAIS E MÉTODOS: Vinte e seis controlos sem défice olfativo prévio foram emparelhados de acordo com a sua idade e género com 32 doentes USH (11 USH1, 21 USH2). Tanto a Ressonâcia Magnética (RM) morfométrica como um teste de limiar de butanol foram usados para avaliar estruturas cerebrais e função olfativa, respetivamente. Volumes dos BOs e profundidade dos SOs foram medidos manualmente por três operadores (JR, AP, SF) através do software Osirix, com excelentes testes de coeficiente intraclasse. Uma média dos 3 valores obtidos foram usados para cada medida assim como os volumes das áreas cerebrais medidos pelo Freesurfer foram usadas para análise estatística utilizando o SPSS. RESULTADOS: Os limiares olfativos foram significativamente superiores em USH, Z = 3.508, p = 0.000452, e testes posthoc demonstraram que isto se deve maioritariamente aos doentes USH1 quando comparados com controlos, p = 0.000184. Volumes do BO não foram significativamente diferentes entre grupos, F(1,52) = 0,034, p = 0.855, e subgrupos, F(2,50) = 0,798, p = 0.456. No entanto, os limiares de butanol revelaram-se negativamente correlacionados com o volume do bolbo olfativo esquerdo apenas para o subgrupo de USH1 (rs = -0,692, p = 0.018). A profundidade do SO revelou-se significativamente diferente entre grupos como demonstrado por uma ANOVA de medidas repetidas, F(1,52) = 7,076, p = 0.01. Análises dos subgrupos revelaram uma diminuição significativa para a profundidade de SO, t(45) = 2,053, p = 0.047, apenas para doentes USH2 (média ajustada = 5.415 mm, DP = 0.548 mm) versus controlos (média ajustada = 7.586 mm; DP = 0.492 mm). Quanto às regiões cerebrais, apesar das diferenças terem sido observadas numa análise subgrupo × género, F(2, 50) = 7.805, p = 0.001, o modelo geral para tanto a análise de grupo e de subgrupos não foi significativo, F(1,52) = 1.980, p = 0.165 and F(2, 50) = 2.234, p = 0.118, respetivamente. CONCLUSÃO: Os resultados demonstram evidência de disfunção olfativa em doentes com USH e que se correlaciona significativamente com o volume do BO esquerdo, em particular para o subgrupo USH1. Apesar do olfato ser semelhante aos controlos, uma diminuição da profundidade do SO esquerdo está presente no subgrupo USH2.

Área científica: Ciências Médicas e da Saúde