Biomarcadores predictores e indicadores de respuesta al tratamiento con células progenitoras hematopoyéticas de médula ósea en pacientes con ELA: el papel de la resonancia magnética multimodal

Abstract

OBJETIVOS Como parte del Bloque 1, comprobaremos la seguridad del procedimiento de infusión de células progenitoras hematopoyéticas de médula ósea (CPHMO) en pacientes con ELA y en el Bloque 2, la reproducibilidad de las medidas de espectroscopia por RM (ERM). En el Bloque 3, y como parte de una etapa inicial del reclutamiento, confirmaremos las correlaciones entre las ratios metabólicas (ratios-me) y los parámetros clínicos basales; para, finalizado el reclutamiento y como parte del Bloque 4, comparar una muestra mayor de pacientes con un grupo control; analizando tanto las diferencias de grosor cortical, como las diferentes correlaciones entre el grosor cortical cerebral y las ratios-me medidas en la circunvolución Precentral (CP) y los parámetros clínicos. En el análisis longitudinal del Bloque 5, demostraremos una mejoría de las ratios-me y grosor cortical tras la inyección intramedular de CPHMO. METODOLOGÍA 26 controles y 63 pacientes fueron incluidos en el ensayo clínico, asignándoles a estos últimos, un brazo terapéutico (Brazo A de inyección intramedular de CPHMO, Brazo B de inyección intratecal y Brazo C de placebo). El cerebro de los pacientes fue estudiado prospectivamente en cinco ocasiones. En el brazo A, se estudió la médula espinal en cuatro ocasiones de forma adicional. Todos los estudios se realizaron con una RM de1,5 T. Dos neurorradiólogos puntuaron todos los estudios de RM espinal con una escala cualitativa, para analizar los cambios en la médula espinal durante el seguimiento. Las ratios-me se obtuvieron en la CP utilizando dos secuencias Point-Resolved Spectroscopy univoxel, una para cada hemisferio, y para extraer los datos de grosor cortical la secuencia Brain Volume (BRAVO) y el software CAT12. Los pacientes fueron seguidos en consulta desde su inclusión hasta pasados 24 meses, registrando los eventos adversos mediante la escala CTCAE. Respecto al análisis estadístico, las concordancias entre variables cualitativas y cuantitativas se calcularon con el índice Kappa y el coeficiente de correlación intraclase respectivamente. Para realizar los distintos contrastes de hipótesis, se utilizaron test paramétricos y no paramétricos como el test exacto de Fisher, de Friedman, T de Student para muestras independientes y dependientes, test de Mann-Whitney, ANOVA y el test de Krusall Wallis. Se calculó el coeficiente de correlación de Spearman y Pearson para analizar las correlaciones entre variables cualitativas y cuantitativas respectivamente. Consideramos estadísticamente significativa una P de ≤ 0,05; excepto en las correlaciones del bloque 5, donde el nivel de significación fue P ≤0,01. Utilizamos la 15ª y 20ª versión del software SPSS para Windows (Chicago, IL). RESULTADOS Los resultados de los 5 Bloques que componen nuestra investigación nos permiten afirmar que la inyección intramedular de CPHMO en pacientes con ELA es razonablemente segura y las medidas de ERM presentan una reproducibilidad adecuada o excelente en la CP. Comprobamos que existe una correlación positiva entre las ratios-me en la CP de ambos hemisferios cerebrales y la ALSFRS, además de una correlación negativa entre las ratios-me en la CP no dominante y la rapidez de progresión de la enfermedad, lo cual apoya, el uso de la ERM para valorar el grado de afectación funcional y predecir la evolución de estos pacientes. El análisis del grosor cortical de nuestros pacientes muestra un adelgazamiento de la corteza motora y extramotora respecto a los controles. Además, la ratio NAA/Cr de la CP dominante podría ser un marcador del grosor cortical en regiones motoras y extramotoras. El grosor de la CP, que se correlaciona negativamente con la velocidad de progresión, permitiría identificar fenotipos de enfermedad más agresivos. Finalmente probamos, que la inyección intramedular CPHMO genera cambios metabólicos favorables y del grosor cortical, distintos a los esperados en la historia natural de la enfermedad.

OBJECTIVES As part of Block 1, we will test the safety of the bone marrow hematopoietic progenitor cell (BMHPC) infusion procedure in ALS patients and in Block 2, the reproducibility of MR spectroscopy (MRS) measurements. In Block 3, and as part of an initial stage of recruitment, we will confirm the correlations between metabolic ratios (me-ratios) and baseline clinical parameters; to, at the end of recruitment and as part of Block 4, compare a larger sample of patients with a control group; analyzing both the differences in cortical thickness and the different correlations between cerebral cortical thickness and me-ratios measured in the Precentral girus (PG) and clinical parameters. In the longitudinal analysis of Block 5, we will demonstrate an improvement of me-ratios and cortical thickness after intramedullary injection of BMHPC. METHODOLOGY 26 controls and 63 patients were included in the clinical trial, the latter being randomly assigned to a therapeutic arm (Arm A intramedullary BMHPC injection, Arm B intrathecal injection and Arm C placebo). The brains of the patients were prospectively studied on five occasions. In Arm A, the spinal cord was studied on four additional occasions. All studies were performed with1.5 T MRI. Two neuroradiologists scored all spinal MRI studies with a qualitative scale, to analyze changes in the spinal cord during follow-up. Me-ratios were obtained at PG using two Point-Resolved Spectroscopy univoxel sequences, one for each hemisphere, and to extract cortical thickness data the Brain Volume (BRAVO) sequence and CAT12 software. The patients were followed up for 24 months, recording adverse events using the CTCAE scale. Regarding statistical analysis, concordance between qualitative and quantitative variables was calculated using the Kappa index and the intraclass correlation coefficient, respectively. Parametric and nonparametric tests such as Fisher´s exact test, Friedman's test, Student's t-test for independent samples and paired data, Mann-Whitney test, ANOVA and Krusall Wallis test, were used to perform the different hypothesis tests. Spearman and Pearson correlation coefficients were calculated to analyze the correlations between qualitative and quantitative variables, respectively. We considered statistically significant a P ≤ 0.05; except for the correlations in block 5, where the significance level was P ≤0.01. We used the 15th and 20th version of SPSS software for Windows (Chicago, IL). RESULTS The results of the 5 Blocks that compose our investigation allow us to affirm that intramedullary injection of BMHPC in ALS patients is reasonably safe and MRS measures present adequate or excellent reproducibility in the PG. We found a positive correlation between me-ratios in PG of both cerebral hemispheres and ALSFRS, and a negative correlation between me-ratios in non-dominant PG and the speed of disease progression, which supports the use of MRS to assess the degree of functional impairment and predict the evolution of these patients. Cortical thickness analysis of our patients shows a thinning of the motor and extra-motor cortex with respect to controls. In addition, the NAA/Cr ratio of the dominant PG could be a marker of cortical thickness in motor and extramotor regions. The thickness of the PG, which correlates negatively with the speed of progression, would allow us to identify more aggressive disease phenotypes. Finally, we prove that intramedullary BMHPC injection generates favorable metabolic and cortical thickness changes, different from those expected in the natural history of the disease.