Снижение миелинизации белого вещества у пациентов с аффективными расстройствами по данным быстрого картирования макромолекулярной протонной фракции

Цель исследования: тестирование метода быстрого картирования макромолекулярной протонной фракции (МПФ) в качестве инструмента количественной оценки дефицита миелина при аффективных расстройствах на уровне как общих, так и локальных измерений в семи выделенных регионах интереса обоих полушарий в сравнении с контрольной группой с определением чувствительности и специфичности метода в каждой изучаемой области.

Материал и методы. В исследование были включены 24 пациента с аффективными расстройствами, из них у 13 диагностирован текущий депрессивный эпизод в рамках рекуррентного депрессивного расстройства, у 11 человек – биполярное аффективное расстройство. Всем пациентам проводилось бесконтрастное магнитно-резонансное исследование головного мозга с использованием стандартного протокола сканирования и МР-протокола быстрого картирования МПФ. Сравнение показателей МПФ контрольной и экспериментальной группы проводилось с помощью U-критерия Манна–Уитни. Для оценки прогностической ценности изученных параметров был использован ROC-анализ.

Результаты. Усредненные показатели МПФ всех выделенных регионов интереса группы контроля и пациентов с аффективными расстройствами (АР) значимо различались (р < 0,0001). При попарном сравнении каждой выделенной области у больных АР наблюдалось достоверное снижение МПФ во всех выделенных участках белого вещества по сравнению с контрольной группой (p < 0,05). При анализе ROC-кривых наибольшие площади под ROC-кривыми (AUC) составили 0,892 ± 0,061 (83,3%; 88,89%) и 0,888 ± 0,054 (70,83%; 83,3%) у перивентрикулярной зоны и таламуса соответственно, что свидетельствует о “высокой” информативности данных моделей для детекции процесса гипомиелинизации у пациентов с АР.

Заключение. Аффективные расстройства характеризуются значимым снижением МПФ белого вещества головного мозга в сравнении с группой контроля (p<0,05), что свидетельствует о снижении концентрации миелина в исследуемых областях. Процесс гипомиелинизации является диффузным, так как был значимо выражен во всех выделенных регионах интереса у пациентов с аффективными расстройствами, включая перивентрикулярную область и область таламуса и базальных ядер в сравнении с контролем (p < 0,05). Наибольшей диагностической ценностью для детекции гипомиелинизации при АР обладают изменения МПФ в перивентрикулярной зоне (PPV = 91%, NPV = 80%).

1. Malhi G.S., Das P., Outhred T. et al. Default mode dysfunction underpins suicidal activity in mood disorders. Psychol. Med. 2020; 50: 1214–1223. https://doi.org/10.1017/S0033291719001132

2. Wu G., Mei B., Hou X. et al. White matter microstructure changes in adults with major depressive disorder: evidence from diffusion magnetic resonance imaging. BJPsych Open. 2023; 9 (3): e101. https://doi.org/10.1192/bjo.2023.30

3. Linke J.O., Adleman N.E., Sarlls J. et al. White Matter Microstructure in Pediatric Bipolar Disorder and Disruptive Mood Dysregulation Disorder. J. Am. Acad. Child Adolesc. Psychiatry. 2020; 59 (10): 1135–1145. https://doi.org/10.1016/j.jaac.2019.05.035

4. Winklewski P.J., Sabisz A., Naumczyk P. et al. Understanding the Physiopathology Behind Axial and Radial Diffusivity Changes – What Do We Know? Front. Neurol. 2018; 9. https://doi.org/10.3389/fneur.2018.00092

5. Kisel A.A., Naumova A.V., Yarnykh V.L. Macromolecular Proton Fraction as a Myelin Biomarker: Principles, Validation, and Applications. Front. Neurosci. 2022; 16: 819–912. https://doi.org/10.3389/fnins.2022.819912

6. Smirnova L.P., Yarnykh V.L., Parshukova D.A. et al. Global hypomyelination of the brain white and gray matter in schizophrenia: quantitative imaging using macromolecular proton fraction. Transl. Psychiatr. 2021; 11 (1): 365. https://doi.org/10.1038/s41398-021-01475-8

7. Kamaeva D.A., Smirnova L.P., Vasilieva S.N. et al. Catalytic Antibodies in Bipolar Disorder: Serum IgGs Hydrolyze Myelin Basic Protein. Int. J. Mol. Sci. 2022; 23 (13): 7397. https://doi.org/10.3390/ijms23137397

8. Rantala M.J., Luoto S., Borráz-León J.I., Krams I. Bipolar disorder: An evolutionary psychoneuroimmunological approach. Neurosci. Biobehav. Rev. 2021; 122: 28–37. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2020.12.031

9. Valdés-Tovar M., Rodríguez-Ramírez A.M., Rodríguez-Cárdenas L. et al. Insights into myelin dysfunction in schizophrenia and bipolar disorder. Wld J. Psychiatr. 2022; 12 (2): 264–285. https://doi.org/10.5498/wjp.v12.i2.264

10. Fries G.R., Saldana V.A., Finnstein J., Rein T. Molecular pathways of major depressive disorder converge on the synapse. Mol. Psychiatr. 2023; 28 (1): 284–297. https://doi.org/10.1038/s41380-022-01806-1

11. Kieseppä T., Mäntylä R., Luoma K. et al. White Matter Hyperintensities after Five-Year Follow-Up and a Cross-Sectional FA Decrease in Bipolar I and Major Depressive Patients. Neuropsychobiology. 2022; 81 (1): 39–50. https://doi.org/ 10.1159/000516234

12. Oudega M.L., Siddiqui A., Wattjes M.P. et al. Are Apathy and Depressive Symptoms Related to Vascular White Matter Hyperintensities in Severe Late Life Depression? J. Geriatr. Psychiatr. Neurol. 2021; 34 (1): 21–28. https://doi.org/10.1177/0891988720901783

13. Saccaro L.F., Schilliger Z., Dayer A. et al. Inflammation, anxiety, and stress in bipolar disorder and borderline personality disorder: A narrative review. Neurosci. Biobehav. Rev. 2021; 127: 184–192. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2021.04.017

14. Юсупова Э.Ф., Гайнетдинова Д.Д. Перивентрикулярная лейкомаляция: этиология, патогенез, клиника, исходы. Вопросы современной педиатрии. 2010; 9 (4): 68–72.

15. Brown J.A., Jackson B.S., Burton C.R. et al. Reduced white matter microstructure in bipolar disorder with and without psychosis. Bipolar Disord. 2021; 23 (8): 801–809. https://doi.org/10.1111/bdi.13055

16. Zhou L., Wang L., Wang M. et al. Alterations in white matter microarchitecture in adolescents and young adults with major depressive disorder: A voxel-based meta-analysis of diffusion tensor imaging. Psychiatr. Res. Neuroimaging. 2022; 323: 111482. https://doi.org/10.1016/j.pscychresns.2022.111482

17. Zhang Y., Roy D.S., Zhu Y. et al. Targeting thalamic circuits rescues motor and mood deficits in PD mice. Nature. 2022; 607 (7918): 321–329. https://doi.org/10.1038/s41586-022-04806-x