eRapport

Can imaging markers predict the clinical course in early Parkinson’s disease and cognitive impairment?

Prosjekt
Prosjektnummer
911464
Ansvarlig person
Mona K Beyer
Institusjon
Helse Stavanger HF
Prosjektkategori
Forskerutdanning - postdoc
Helsekategori
Neurological
Forskningsaktivitet
4. Detection and Diagnosis
Rapporter
2012 - sluttrapport
Hovedmålet vårt var å bruke nye bildeanalyseteknikker for å måle regionale og globale forandringer på MR bilder av hjernen. Vi har målt sykdomsspesifikke forandringer relatert til Parkinson’s sykdom ved analyse av hippocampus som et regionalt mål og hjernens sideventrikler som et globalt mål. I tillegg til volummål så vi regionale forskjeller i hippocampus. Det vil si at vi kunne også se hvor i hippocampus disse endringene er lokalisert. Gjennom tre artikler har vi studert disse regionale forskjellene i hippocampus. Noen hovedfunn er; Parkinson pasienter med mild kognitiv svikt har områder med atrofi av hippocampus sammenlignet med friske eldre. I den 3. artikkelen så vi at prestasjoner på en test av verbal hukommelse er assosiert med fokal atrofi av hippocampus hos pasienter med Parkinson. For å måle globale forandringer i hjernen brukte vi en metode som studerer volumet av hjernens sideventrikler, samt et mål på lokalisasjonen av regionale forandringer på ventrikkelens overflate. Vi fant at det ved Parkinson og mild kognitiv svikt er økt størrelse av alle deler av sideventriklene sammenlignet med friske kontrollpersoner. Vi fant også assosiasjoner mellom nivået av CSF amyloid-beta markører og t-tau, og ventrikkelstørrelse ved Parkinsons sykdom. Vi har altså funnet både globale og regionale markører for hjerneforandringer ved Parkinson’s sykdom på diagnosetidspunktet. Vi fant at atrofi av hippocampus og forstørrelse av hjernens sideventrikler er lovende strukturelle biomarkører for utvikling av kognitiv svikt ved Parkinson’s sykdom. Både CSF og MR markører kan derfor bidra til å identifisere pasienter med økt risiko for utvikling av kognitiv svikt. Longitudinelle analyser vil måtte gjøres for å vurdere hvordan de strukturelle forandringene endres over tid, og hvordan de relaterer seg til klinikk og andre biomarkører.
2011
Hvilke forandringer finner man på MR bilder av hjernen til pasienter med tidlig Parkinson’s sykdom, og hva kan det si oss om sykdommen?Parkinson’s sykdom er en kronisk sykdom som hovedsakelig rammer aldersgruppen fra 55-65 år og oppover. Symptomene på sykdommen er skjelving, stivhet og langsomme bevegelser. Sykdomsforløpet hos pasienter med Parkinson’s sykdom kan være veldig forskjellig fra pasient til pasient. Dette går blant annet på hvor raskt sykdommen utvikler seg. Det er kjent at noen Parkinson-pasienter har tidlig hukommelsesreduksjon. Redusert hukommelse et av de tidlige symptomene ved Alzheimers sykdom, og er typisk assosiert med reduksjon i størrelse av hippocampus. Hippocampus er en hjernestruktur som har vært kjent som viktig for hukommelsen i lang tid. Ved Parkinson’s sykdom har forskere tidligere funnet motstridende resultater når det gjelder hippocampus-forandringer. Noen har funnet ut at demens er knyttet til mindre volum av hippocampus, mens andre ikke har funnet tilsvarende forandringer. Vi har studert dette nærmere ved å se på om det finnes tidlige hjerneforandringer i hippocampus som kan knyttes til redusert hukommelse hos pasienter i Parkvest studien. I Parkvest prosjektet på sør- og vestlandet undersøkte man alle pasienter med Parkinson’s sykdom i en periode fra 2004 - 2006 med oppfølgende undersøkelser i 2007-2009, og 2010-2011. Disse har vært til omfattende undersøkelser hos sykepleier og nevrolog, og i tillegg er det tatt MR bilder av hjernen. Sentrene som er med i prosjektet er Sørlandet sykehus, Arendal, Stavanger Universitetssjukehus, Haugesund sykehus, Haukeland sykehus og Førde sentralsjukehus. Bildeanalysene er gjort i samarbeid med forskere ved Mary S Easton Center for Alzheimer’s Disease Research, ved David Geffen School of Medicine, University of California, Los Angeles. Et av målene med prosjektet er å se om vi kan finne forandringer som kan forutsi tidlig utvikling av demens. I løpet av 2011 er analyser av sammenhengen mellom detaljerte hukommelses-tester og forandringer i hippocampus studert. Fra før har vi sett at Parkinson-pasientene har forandringer i begge hippocampus sammenlignet med personene i kontrollgruppen. Nå har vi i tillegg funnet ut at det er spesifikke forandringer i hippocampus som kan knyttes til gjenhenting og gjenkjenning av nylig innlært materiale. Et viktig funn er at svekket prestasjon ved innlæring av nye ting ikke er knyttet til forandringer i hippocampus ved Parkinson’s sykdom. Svekket innlæring skyldes dermed forandringer i andre deler av hjernen, enten i hjernens struktur eller rent funksjonelle forandringer. Dette passer godt med tidligere kliniske studier og man tenker seg at forandringer i frontallappene kan være en mulig forklaring. Dette må eventuelt bekreftes i nye studier.
2010
Hvilke forandringer finner man på MR bilder av hjernen til pasienter med tidlig Parkinson’s sykdom, og hva kan det si oss om sykdommen ?Parkinson’s sykdom er en kronisk sykdom som først og fremst rammer folk i alderen 55-65 år og oppover. Symptomene på sykdommen er skjelving, stivhet og langsomme bevegelser. Sykdomsforløpet hos pasienter med Parkinson’s sykdom kan være veldig forskjellig fra pasient til pasient. Dette går blant annet på hvor raskt sykdommen utvikler seg. Det er allerede kjent at noen pasienter har tidlige symptomer med lett svekkelse av kognisjonen. Det kan være for eksempel lette hukommelsesplager eller problemer med oppgaver som krever abstrakt tenkning og planlegging. Noen artikler har vist at slike problemer kan være et tegn på økt risiko for å utvikle demens. Vi ønsker å studere dette nærmere ved å se på om det finnes tidlige hjerneforandringer som kan knyttes til disse symptomene. I Parkvest prosjektet på sør- og vestlandet undersøkte man alle pasienter med Parkinson’s sykdom i en periode fra 2004 - 2006 med oppfølgende undersøkelser i 2007-2009. Disse har vært til omfattende undersøkelser hos sykepleier og nevrolog, og i tillegg er det tatt MR bilder av hjernen. Sentrene som er med i prosjektet er Sørlandet sykehus, Arendal, Stavanger Universitetssjukehus, Haugesund sykehus, Haukeland sykehus og Førde sentralsjukehus. I dette prosjektet analyseres bildene som er tatt av hjernen blant annet i samarbeid med forskere ved Mary S Easton Center for Alzheimer’s Disease Research, ved David Geffen School of Medicine, University of California, Los Angeles. Vi har i 2010 gjort analyser av hjernens væskefylte hulrom, ventrikkelsystemet. Vi har også nye resultater fra analyser av hippocampus til de samme pasientene. Hippocampus er en struktur i hjernen som blant annet er sterkt rammet hos pasienter med Alzheimers sykdom, noe som medfører hukommelsesproblemer. Flere tidligere rapporter har vist forandringer i hippocampus også ved Parkinson’s sykdom. I løpet av 2009/2010 er analyser av hippocampus og ventrikkelsystemet gjennomført. Foreløpige resultater viser at Parkinsonpasientene har forandringer i begge hippocampus sammenlignet med personene i kontrollgruppen. Samtidig finner vi at ventrikkelsystemet er større hos pasientene enn hos de friske i kontrollgruppen. Spesielt markert er dette i gruppen med mild kognitiv svikt. I tillegg fant vi at forandringer i venstre hjernehalvdel/høyredominante symptomer er assosiert med svekket kognisjon. Dette tyder på at pasienter med Parkinson’s sykdom allerede tidlig i sykdomsforløpet har påvisbare forandringer som ikke tidligere er vist, og det er mulig at Parkinson pasienter med høyredominante symptomer er i en risikogruppe for raskere utvikling av kognitiv svekkelse. Langtidsoppfølgingen av gruppen vil kunne gi bedre svar på dette spørsmålet. I 2010 undersøkte vi også relasjonen mellom kjente markører for Alzheimers sykdom (blant annet Aß peptider)som man finner i spinalvæsken som omgir hjernen og ryggmargen. Endringer i de samme spinalvæskemarkørene er også vist ved Parkinson. I vår studie fant vi at endringer i disse markørene er assosiert med økt ventrikkelstørrelse ved tidlig Parkinson. Dette kan tyde på at det er en sammenheng mellom svekket kognisjon ved Parkinson og endringer i spinalvæske Aß peptider. Dermed kan amyloid avleiring i hjernen ha betydning for svekket kognisjon både ved Alzheimer og Parkinson’s sykdom. Det trengs flere studier for å se nærmere på dette, men funnet kan ha betydning for framtidig medikamentell behandling av kognitiv svikt ved Parkinson’s sykdom.
2009
Kan tidlige forandringer i hjernen på MR bilder si oss noe om hvordan sykdommen vil utvikle seg for Parkinsonpasienter?Sykdomsforløpet hos pasienter med Parkinson’s sykdom kan være veldig forskjellig fra pasient til pasient. For pasient, pårørende og behandlingsapparatet kan det være av stor betydning å finne markører som kan indikere hvordan sykdomsforløpet vil bli. Dette for blant annet å planlegge behandling og oppfølging. Vi studerer pasienter med sykdommen i tidlig fase for å se om det er mulig å finne hjerneforandringer som kan predikere utviklingen av sykdommen. For å finne ut av dette har vi i forbindelse med Parkvest prosjektet på sør- og vestlandet undersøkt alle pasienter med Parkinson’s sykdom i en periode fra 2004 - 2006 med oppfølgende undersøkelser i 2007-2009. Pasientene har vært til omfattende undersøkelser hos sykepleier og nevrolog, og i tillegg er det tatt MR bilder av hjernen. Sentrene som er med i prosjektet er Sørlandet sykehus, Arendal, Stavanger Universitetssjukehus, Haugesund sykehus, Haukeland sykehus, Bergen og Førde sentralsjukehus, Førde. I dette prosjektet analyseres bildene som er tatt av hjernen blant annet i samarbeid med forskere ved Mary S Easton Center for Alzheimer’s Disease Research, ved David Geffen School of Medicine, University of California, Los Angeles. Vi vil studere strukturer i hjernen som har med bevegelsesforstyrrelser å gjøre (nucleus caudatus), samt hippocampus som er kjent for å påvirkes tidlig ved f eks Alzheimer sykdom. Vi har også startet med undersøkelser av hjernens væskefylte hulrom, ventrikkelsystemet. Et av målene med prosjektet er å se om vi kan finne forandringer som kan forutsi tidlig utvikling av demens. Vi er også interessert i å se hjerneforandringene i sammenheng med tester som undersøker pasientenes hukommelse og andre funksjoner som er kjent for å påvirkes ved Parkinsons sykdom. Et annet mål er å finne de forandringene som er mest følsomme for, og sikre med tanke på å forutsi rask eller langsom utvikling av sykdommen. Siden vi har en studie basert på et utvalg av alle nye pasienter med sykdommen innenfor en definert periode i et geografisk område, tror vi det er god sjanse for å finne slike forandringer hvis de er der. I løpet av 2009 er analyser av hippocampus og ventrikkelsystemet gjennomført. Foreløpige resultater viser at pasientgruppen har områder hvor hippocampus har mindre volum enn hos friske i kontrollgruppen. Samtidig finner vi at ventrikkelsystemet er større hos pasientene enn i kontrollgruppen. Dette tyder på at pasienter med Parkinsons sykdom allerede tidlig i sykdomsforløpet har påvisbare forandringer som ikke tidligere er vist. I 2010 vil det bli gjort enda flere analyser for å se på hvordan disse forandringene henger sammen med pasientenes symptomer. Studien skal følge pasientene i en 10-års periode og avsluttes etter planen i 2016. Før det planlegges det en rekke oppfølgingsundersøkelser av pasientene – også med MR.
Vitenskapelige artikler
Damangir Soheil, Manzouri Amirhossein, Oppedal Ketil, Carlsson Stefan, Firbank Michael J, Sonnesyn Hogne, Tysnes Ole-Bjørn, O'Brien John T, Beyer Mona K, Westman Eric, Aarsland Dag, Wahlund Lars-Olof, Spulber Gabriela

Multispectral MRI segmentation of age related white matter changes using a cascade of support vector machines.

J Neurol Sci 2012 Nov;322(1-2):211-6. Epub 2012 aug 24

PMID: 22921728

Oppedal K, Aarsland D, Firbank M J, Sonnesyn H, Tysnes O B, O'Brien J T, Beyer M K

White matter hyperintensities in mild lewy body dementia.

Dement Geriatr Cogn Dis Extra 2012 Jan;2(1):481-95. Epub 2012 nov 9

PMID: 23189084

Apostolova Liana, Alves Guido, Hwang Kristy S, Babakchanian Sona, Bronnick Kolbjorn S, Larsen Jan Petter, Thompson Paul M, Chou Yi-Yu, Tysnes Ole B, Vefring Hege K, Beyer Mona K

Hippocampal and ventricular changes in Parkinson's disease mild cognitive impairment.

Neurobiol Aging 2012 Sep;33(9):2113-24. Epub 2011 aug 3

PMID: 21813212

Dalaker Turi O, Zivadinov Robert, Ramasamy Deepa Preeti, Beyer Mona K, Alves Guido, Bronnick Kolbjorn S, Tysnes Ole-Bjorn, Aarsland Dag, Larsen Jan P

Ventricular enlargement and mild cognitive impairment in early Parkinson's disease.

Mov Disord 2011 Feb;26(2):297-301. Epub 2010 des 13

PMID: 21412836

Tjensvoll Anne B, Harboe Erna, Gøransson Lasse G, Beyer Mona K, Greve Ole J, Herigstad Anita, Kvaløy Jan T, Omdal Roald

Migraine is frequent in patients with systemic lupus erythematosus: a case-control study.

Cephalalgia 2011 Mar;31(4):401-8. Epub 2010 jun 7

PMID: 20974597

Apostolova Liana G, Beyer Mona, Green Amity E, Hwang Kristy S, Morra Jonathan H, Chou Yi-Yu, Avedissian Christina, Aarsland Dag, Janvin Carmen C, Larsen Jan P, Cummings Jeffrey L, Thompson Paul M

Hippocampal, caudate, and ventricular changes in Parkinson's disease with and without dementia.

Mov Disord 2010 Apr;25(6):687-8.

PMID: 20437538

Beyer MK, Alves G, Hwang KS, Babakchanian S, Bronnick KS, Chou YY, Dalaker TO, Kurz MW, Larsen JP, Somme JH, Thompson PM, Tysnes OB, Apostolova LG

CSF Aß LEVELS CORRELATE WITH STRUCTURAL BRAIN CHANGES IN PARKINSON’S DISEASE

Movement Disorders, in press

Beyer MK, Bronnick KS, Hwang KS, Bergsland N, Tysmes OB, Larsen JP, Somme JH, Apostolova LG

Verbal memory is associated with structural hippocampal changes in newly diagnosed Parkinson's disease.

J Neurol Neurosurg Psychiatry 2013 Jan;84(1):23-8. Epub 2012 nov 15 PMID: 23154124

Beyer,MK,Brønnick KS, Hwang KS, Tysnes OB, Larsen JP, Thompson PM, Apostolova LG

Cogntive impairment in early PD is associated with greater left than right hemispheric involvement

The Movement Disorder Society’s (MDS) 15th International Congress of Parkinson’s

Beyer MK, Brønnick KS, Hwang KS, Tysnes OB; Larsen JP, Thompson PM, Apostolova LG

Memory impairment is associated with hippocampal atrophy in newly diagnosed Parkinson’s disease

Imaging Consortium 2011, 16. Juli 2011, Paris, Frankrike

Beyer MK, Brønnick KS, Hwang KS, Tysnes OB; Larsen JP, Thompson PM, Apostolova LG

Memory impairment is associated with hippocampal atrophy in newly diagnosed Parkinson’s disease

The Alzheimer's Association International Conference 2011, 16-21 Juli 2011, Paris Frankrike

Beyer MK; Dalaker TO, Apostolova LG

Imaging and behavior in Parkinson’s disease: structural imaging.

Cambridge University Press 2011, In press

eRapport er utarbeidet av Sølvi Lerfald og Reidar Thorstensen, Regionalt kompetansesenter for klinisk forskning, Helse Vest RHF, og videreutvikles av de fire RHF-ene i fellesskap, med støtte fra Helse Vest IKT

Alle henvendelser rettes til Faglig rapportering, Helse Vest

Personvern  -  Informasjonskapsler