Magnetic resonance imaging markers of innate immunity activity in multiple sclerosis: A tale of iron and blood
Creators: name: Λιόλιου, Φρειδερίκη Θεοδώρου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2023
Subjects: Μαγνητική Τομογραφία
Έμφυτη Ανοσία
Πολλαπλή Σκλήρυνση
Magnetic Resonance Imaging
Innate Immunity
Multiple Sclerosis

description: Introduction: Disease progression and disability in multiple sclerosis (MS) is attributed mainly to innate immunity mechanisms. Recent data suggest that the activity of microglia and macrophages can be visualized, with certain MRI sequences, more prominently in the circumference of chronic active (smoldering) lesions. Methods: A review of the literature on MRI markers of innate immunity activity is presented. Studies on MS patients or histological brain specimens and healthy controls that underwent MRI with iron sequences (e.g. T2*, SWI), as well as histochemistry were included. Results: A hypointense iron rim in T2* and SWI (hyperintense in QSM) was observed around chronic active lesions that has been strongly linked to microglia and macrophages, most possibly of the pro-inflammatory phenotype, according to immunohistochemistry. In addition, imaging with novel contrast agents of iron particles (USPIO) revealed a mechanism of active, more persistent infiltration of macrophages in the brain, distinct from the passive, short-lived break down of BBB in the acute phase. There is also evidence of the highly destructive nature of these lesions. Conclusion: Iron sequences of MRI and USPIO contrast agents provide a mean to visualize microglia/macrophage activity in the brains of MS patients. Secondary explanations for iron rim+ lesions, such as demyelination, astrocytosis or microbleeds are not as strongly supported. The high specificity of these lesions to MS, as well as the increasing interest of the innate immunity role in the disease create the potential for these imaging techniques to be routinely used in the diagnosis, follow-up and research on new treatments, while their destructive character could define them as negative prognostic markers.
description: Εισαγωγή: Στην πολλαπλή σκλήρυνση (ΠΣ) η προοδευτικότητα και η συσσώρευση αναπηρίας αποδίδεται κυρίως σε μηχανισμούς της έμφυτης ανοσίας. Σύμφωνα με πρόσφατα δεδομένα, η ενεργότητα της μικρογλοίας και των μακροφάγων μπορεί να οπτικοποιηθεί με συγκεκριμένες ακολουθίες μαγνητικής τομογραφίας (MT), κυρίως στην περιφέρεια των χρόνιων ενεργών (υποκαιόμενων) εστιών. Μέθοδοι: Πραγματοποιήθηκε μια ανασκόπηση της βιβλιογραφίας που αφορά απεικονιστικούς δείκτες μαγνητικής τομογραφίας που αναδεικνύουν την ενεργότητα της έμφυτης ανοσίας. Συμπεριλήφθηκαν μελέτες σε ασθενείς με πολλαπλή σκλήρυνση, σε παθολογοανατομικά δείγματα εγκεφάλου και σε υγιείς μάρτυρες οι οποίοι υποβλήθηκαν σε ΜΤ με ακολουθίες απεικόνισης σιδήρου (πχ Τ2*, SWI). Παράλληλα συμπεριλήφθηκαν μελέτες ιστοχημείας στις προαναφερθείσες ομάδες. Αποτελέσματα: Στις μελέτες που αναλύθηκαν παρατηρήθηκε ένα περίγραμμα σιδήρου, χαμηλού σήματος στις Τ2* και SWI ακολουθίες (υψηλού σήματος στην QSM) στην περιφέρεια των χρόνιων ενεργών εστιών, το οποίο συνδέθηκε με την παρουσία μικρογλοίας και μακροφάγων, πιθανότατα του προφλεγμονώδους τύπου, σύμφωνα και με την ανοσοιστοχημεία. Επιπλέον, η χρήση ενός νέου σκιαγραφικού υλικού που αποτελείται από μικροσκοπικά σωματίδια σιδήρου (USPIO) ανέδειξε έναν μηχανισμό εισόδου των μακροφάγων στο κεντρικό νευρικό σύστημα, διακριτό από την παθητική, βραχυχρόνια διάσπαση του αιματοεγκεφαλικού φραγμού που παρατηρείται στην οξεία φάση της νόσου. Επίσης ανευρέθηκαν στοιχεία για την έντονη καταστροφική δράση των χρόνιων ενεργών εστιών. Συμπέρασμα: Οι ακολουθίες ανίχνευσης σιδήρου της μαγνητικής τομογραφίας και το σκιαγραφικό υλικό USPIO προσφέρουν ένα μέσο απεικόνισης της ενεργότητας των μακροφάγων/μικρογλοίας στους εγκεφάλους ασθενών με ΠΣ. Άλλες πιθανές αιτιολογίες των εστιών με δακτύλιο σιδήρου, όπως απομυελίνωση, αστροκύττωση ή μικροαιμορραγίες δεν υποστηρίζονται τόσο σθεναρά στην βιβλιογραφία. Η υψηλή ειδικότητα των εστιών αυτών για την ΠΣ καθώς και το αυξημένο ενδιαφέρον για τον ρόλο της έμφυτης ανοσίας σε αυτή τη νόσο δημιουργούν τις προϋποθέσεις για την εισαγωγή των απεικονιστικών αυτών τεχνικών στην καθημερινή κλινική πράξη για τη διάγνωση, παρακολούθηση και τη μελέτη νέων θεραπειών. Τέλος, λόγω της καταστροφικής τους φύσης, οι εστίες με δακτύλιο σιδήρου ίσως χρησιμοποιηθούν σαν αρνητικοί προγνωστικοί δείκτες για τη νόσο.