Volumetrische Veränderungen des Hirnstamms bei Spinozerebellärer Ataxie Typ 3

Abstract

Die Spinozerebelläre Ataxie Typ 3 (SCA3) ist eine neurodegenerative Trinukleotid-Repeat-Erkrankung und zählt weltweit zu den häufigsten Spinozerebellären Ataxien, welche sich durch eine fortschreitende Ataxie auszeichnen. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt besteht keine zugelassene kausale Therapie. Die Ataxie manifestiert sich bei SCA3-Mutationsträgern meist erst ab dem 30. bis 40. Lebensjahr. Hieraus ergeben sich eine prä-ataktische sowie eine ataktische Phase im Krankheitsverlauf. Für ein besseres Verständnis des Krankheitsverlaufes in den verschiedenen Stadien spielen Biomarker eine zunehmend bedeutende Rolle und könnten in der Zukunft möglicherweise als Verlaufsmarker bzw. Endpunkte in Arzneimittelstudien dienen, darunter auch präventive Studien in der prä-ataktischen Phase. Zu den bildgebenden Biomarkern zählt u.a. die Volumetrie. Den Goldstandard zur Erfassung volumetrischer Daten stellt die manuelle Segmentierung dar, wenngleich diese zeitaufwendig ist. In der vorliegenden Arbeit wurde ein Protokoll zur reliablen manuellen Subsegmentierung des Hirnstamms in fünf Regionen auf T1-gewichteten MRT-Aufnahmen etabliert. Das Protokoll wurde an 30 Probanden angewandt, darunter je zehn prä-ataktische SCA3-Mutationsträger, ataktische SCA3-Mutationsträger sowie gesunde Kontrollen. Die Untersuchung der Volumina ergab bis auf das SCP-Volumen einen stufenweisen Trend zur Volumenreduktion von gesunden Kontrollen über prä-ataktische SCA3-Mutationsträger zu ataktischen SCA3-Mutationsträgern. Es zeigten sich unter Kontrolle von Alter und Geschlecht statistisch signifikante Unterschiede zwischen Kontrollprobanden und ataktischen SCA3-Mutationsträgern in den Volumina von Pons, Mittelhirn und Medulla oblongata sowie im kombinierten Volumen aus MCP und ICP. Der Pons zeigte zudem ein statistisch signifikant niedrigeres Volumen bei ataktischen SCA3-Mutationsträgern gegenüber prä-ataktischen SCA3-Mutationsträgern. Außerdem zeigte sich eine signifikante negative Korrelation der Größe der Volumina mit der Ataxieschwere, gemessen anhand des SARA-Scores, in den Regionen Pons, Medulla oblongata sowie MCP/ICP. Die vorliegenden Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich das vorgestellte Protokoll dazu eignet, Volumina zu erfassen, welche eine Beschreibung und Unterscheidung der Gruppen erlauben. Die resultierenden Segmentierungen können als Grundlage zur Entwicklung automatisierter Segmentierungsverfahren dienen. Zukünftige Studien sollten die Anwendung auf größere Kohorten und weitere Krankheitsentitäten ausweiten.