Background: Postural instability is a relevant symptom in the advanced stages of Parkinson's disease, substantially impairing patient quality of life and exhibiting limited response to dopaminergic therapy. Although it can be assessed using specific clinical maneuvers, further investigations are needed to better characterize postural instability from a pathophysiological point of view. Indeed, advanced magnetic resonance imaging (MRI) techniques may offer crucial insights into understanding and addressing this debilitating aspect of the disease. Objectives: This study aims to evaluate clinical and neuroradiological differences in a cohort of patients with Parkinson's Disease categorized according to the presence or absence of postural instability and its response to dopaminergic therapy. Specifically, the study will investigate brain trophism using structural MRI and brain connectivity using functional MRI (fMRI). Methods: We retrospectively evaluated 63 patients with advanced Parkinson's disease who were referred to the Movement Disorders Outpatient Clinic of the AOU City of Health and Science of Turin between 2021 and 2023. Patients were categorized into three groups based on their pull test score (MDS-UPDRS, section 3.12) in the OFF phase (12 hours after the last dose of dopaminergic therapy) and after levodopa administration: pull test negatives, who showed no instability on the pull test; pull test responders, who were unstable in the OFF phase and with improvement after levodopa administration; and pull test non responders, who showed no improvement after taking levodopa. All patients also underwent structural and functional MRI protocol, which included neuroanatomical assessment using Voxel-Based Morphometry (VBM) and functional analysis of intrinsic resting state brain activity using Resting State fMRI (rs-fMRI). Differences between the patient groups were assessed by Krurskal-Wallis test and analysis of variance (ANOVA). Results: Among the 63 patients with Parkinson's disease included in the study, 28.5% (18/63) were identified as pull test negatives, 49.2% (31/63) as pull test responders, and 22.2% (14/63) as pull test non responders. Analysis revealed that the pull test responders group had a significantly higher proportion of women (32.25%) compared to the pull test negative group (p = 0.023). In addition, pull test responders exhibited worse mean scores on both the MDS-UPDRS III and the H&Y scale, and their clinic was more severe in terms of akinesia and axial symptoms in off, compared with pull test responders (p-value<0.05). VBM evaluation showed a greater degree of atrophy in the dorsal portion of the medulla oblongata, including the gracilis and cuneate nuclei (K > 43.65), in the pull test non responders group. Resting state fMRI analysis showed significant differences in the sensorimotor, occipital visual, fronto-parietal, and dorsal attention networks, with particularly pronounced differences between pull test negatives and pull test responders (p-FWE corr. <0.05). The pull test responders tended to exhibit the most severe radiological abnormalities. Conclusions: This study provides valuable information on the clinical and neuroradiological profiles of patients with advanced Parkinson’s disease with different pull test response to dopaminergic therapy. Our findings suggest that postural instability in Parkinson's disease is associated with more significant structural and functional brain impairment, particularly in cases resistant to levodopa. These methodologies may provide valuable information to better understand the pathophysiological mechanisms underlying postural instability.
Background: L’instabilità posturale è un sintomo rilevante delle fasi avanzate della malattia di Parkinson, ad alto impatto negativo sulla qualità di vita del paziente e limitata risposta alla terapia dopaminergica. Sebbene valutabile tramite specifiche manovre cliniche, la sua caratterizzazione da un punto fisiopatologico necessita di ulteriori approfondimenti, tra cui il possibile l’utilizzo di nuove metodiche di risonanza magnetica. Obiettivi: Lo studio si propone di valutare le differenze cliniche e neuroradiologiche in una coorte di pazienti con Malattia di Parkinson suddivisa in base alla presenza o meno di instabilità posturale e della sua risposta alla terapia dopaminergica, e in particolare le caratteristiche di trofismo cerebrale utilizzando la risonanza magnetica strutturale (MRI) e di connettività cerebrale tramite risonanza magnetica funzionale (fMRI). Metodi: Il nostro studio ha valutato in maniera retrospettiva 63 pazienti con malattia di Parkinson candidati in fase avanzata afferenti all’ambulatorio Disturbi del Movimento dell’AOU Città della Salute e della Scienza di Torino, tra il 2021 e il 2023. I pazienti sono stati suddivisi in tre gruppi in base al punteggio ottenuto al pull test ( MDS-UPDRS, sezione 3.12) in fase OFF (a 12 ore di distanza dall’ultima assunzione di terapia dopaminergica) e dopo l'assunzione di levodopa: i pull test negativi, che non hanno mostrato instabilità al pull test; i pull test responders, instabili in fase OFF e con miglioramento dopo aver assunto levodopa; i pull test non responders, che non hanno mostrato miglioramenti dopo l'assunzione di levodopa. I pazienti sono stati sottoposti inoltre ad un protocollo di Risonanza magnetica strutturale e funzionale, analizzati tramite metodiche di valutazione neuroanatomica (Voxel Based Morphometry, VBM) ed analisi funzionale di attività cerebrale intrinseca a riposo (Resting State fMRI). Le differenze tra i gruppi di pazienti sono state valutate mediante il test di Krurskal-Wallis e l’analisi della varianza (ANOVA). Risultati: I pull test negativi sono risultati essere il 28,5% (18/63), i responders il 49,2% (31/63) e i non responders il 22,2% (14/63). Dalle analisi effettuate il gruppo dei pull test responders ha dimostrato avere un numero significativamente maggiore di donne (32,25%) rispetto al gruppo dei pull test negativi (p-value=0,023). Inoltre, i pull test responders hanno ottenuto punteggi medi peggiori sia all’MDS-UPDRS III che alla scala H&Y e la loro clinica è risultata più grave in termini di acinesia e sintomi assiali in off, rispetto ai pull test responders (p-value<0,05). Alla valutazione della VBM è stato rilevato nel gruppo pull test non responders maggior grado di atrofia nella porzione dorsale del bulbo, che include i nuclei gracile e cuneato (K>43,65). L’analisi resting state fMRI ha evidenziato differenze significative nei network sensomotorio, visivo occipitale, fronto-parietale e dell’attenzione dorsale, con differenze particolarmente marcate tra i pull test negativi e i pull test responders (p-FWE corr. <0,05), questi ultimi tendono a presentare il quadro radiologico peggiore. Conclusioni: Lo studio fornisce preziose informazioni sui profili clinici e neuroradiologici dei pazienti con MP avanzata con differente risposta al pull test alla terapia dopaminergica. I dati ottenuti suggeriscono che l'instabilità posturale è associata a una maggiore compromissione cerebrale sia strutturale, specialmente se resistente alla levodopa, che funzionale. Queste metodiche possono fornire informazioni per comprendere meglio i meccanismi fisiopatologici alla base dell’instabilità posturale.
Neuroimaging avanzato nei pazienti con malattia di Parkinson con e senza instabilità posturale
CILONA, ANTONINO
2023/2024
Abstract
Background: L’instabilità posturale è un sintomo rilevante delle fasi avanzate della malattia di Parkinson, ad alto impatto negativo sulla qualità di vita del paziente e limitata risposta alla terapia dopaminergica. Sebbene valutabile tramite specifiche manovre cliniche, la sua caratterizzazione da un punto fisiopatologico necessita di ulteriori approfondimenti, tra cui il possibile l’utilizzo di nuove metodiche di risonanza magnetica. Obiettivi: Lo studio si propone di valutare le differenze cliniche e neuroradiologiche in una coorte di pazienti con Malattia di Parkinson suddivisa in base alla presenza o meno di instabilità posturale e della sua risposta alla terapia dopaminergica, e in particolare le caratteristiche di trofismo cerebrale utilizzando la risonanza magnetica strutturale (MRI) e di connettività cerebrale tramite risonanza magnetica funzionale (fMRI). Metodi: Il nostro studio ha valutato in maniera retrospettiva 63 pazienti con malattia di Parkinson candidati in fase avanzata afferenti all’ambulatorio Disturbi del Movimento dell’AOU Città della Salute e della Scienza di Torino, tra il 2021 e il 2023. I pazienti sono stati suddivisi in tre gruppi in base al punteggio ottenuto al pull test ( MDS-UPDRS, sezione 3.12) in fase OFF (a 12 ore di distanza dall’ultima assunzione di terapia dopaminergica) e dopo l'assunzione di levodopa: i pull test negativi, che non hanno mostrato instabilità al pull test; i pull test responders, instabili in fase OFF e con miglioramento dopo aver assunto levodopa; i pull test non responders, che non hanno mostrato miglioramenti dopo l'assunzione di levodopa. I pazienti sono stati sottoposti inoltre ad un protocollo di Risonanza magnetica strutturale e funzionale, analizzati tramite metodiche di valutazione neuroanatomica (Voxel Based Morphometry, VBM) ed analisi funzionale di attività cerebrale intrinseca a riposo (Resting State fMRI). Le differenze tra i gruppi di pazienti sono state valutate mediante il test di Krurskal-Wallis e l’analisi della varianza (ANOVA). Risultati: I pull test negativi sono risultati essere il 28,5% (18/63), i responders il 49,2% (31/63) e i non responders il 22,2% (14/63). Dalle analisi effettuate il gruppo dei pull test responders ha dimostrato avere un numero significativamente maggiore di donne (32,25%) rispetto al gruppo dei pull test negativi (p-value=0,023). Inoltre, i pull test responders hanno ottenuto punteggi medi peggiori sia all’MDS-UPDRS III che alla scala H&Y e la loro clinica è risultata più grave in termini di acinesia e sintomi assiali in off, rispetto ai pull test responders (p-value<0,05). Alla valutazione della VBM è stato rilevato nel gruppo pull test non responders maggior grado di atrofia nella porzione dorsale del bulbo, che include i nuclei gracile e cuneato (K>43,65). L’analisi resting state fMRI ha evidenziato differenze significative nei network sensomotorio, visivo occipitale, fronto-parietale e dell’attenzione dorsale, con differenze particolarmente marcate tra i pull test negativi e i pull test responders (p-FWE corr. <0,05), questi ultimi tendono a presentare il quadro radiologico peggiore. Conclusioni: Lo studio fornisce preziose informazioni sui profili clinici e neuroradiologici dei pazienti con MP avanzata con differente risposta al pull test alla terapia dopaminergica. I dati ottenuti suggeriscono che l'instabilità posturale è associata a una maggiore compromissione cerebrale sia strutturale, specialmente se resistente alla levodopa, che funzionale. Queste metodiche possono fornire informazioni per comprendere meglio i meccanismi fisiopatologici alla base dell’instabilità posturale.| File | Dimensione | Formato | |
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