Investigadores han demostrado que un tipo de imagen de resonancia magnética, llamada resonancia magnética sensible a la neuromelanina (NM-MRRI, por sus siglas en inglés), es un biomarcador potencial para la psicosis. Detectaron que la señal NM-MRI era un marcador de la función de la dopamina en personas con esquizofrenia y un indicador de la gravedad de los síntomas psicóticos en personas con esta enfermedad mental. El estudio, financiado por el Instituto Nacional de Salud Mental (NIMH, por sus siglas en inglés), que forma parte de los Institutos Nacionales de Salud estadounidenses, se detalla en ‘Proceedings of the National Academy of Sciences’.
“Las alteraciones que afectan al neurotransmisor dopamina se asocian con una serie de trastornos mentales y neurológicos, como la esquizofrenia y la enfermedad de Parkinson”, afirma Joshua A. Gordon, MD, director de NIMH. “Debido a la función que desempeña la dopamina en estos trastornos, la capacidad de medir la actividad de la dopamina es fundamental para mejorar nuestra comprensión de estos trastornos, incluida la mejor forma de diagnosticarlos y tratarlos”, agrega.
La neuromelanina es un pigmento oscuro creado dentro de las neuronas de dopamina del mesencéfalo, particularmente en la sustancia negra, un área del cerebro que desempeña un papel en la recompensa y el movimiento. La neuromelanina se acumula a lo largo de la vida y solo se elimina de las células después de la muerte celular, como ocurre en los trastornos neurodegenerativos como la enfermedad de Parkinson. Los científicos han encontrado que la señal NM-MRI es más baja en la sustancia negra de las personas con enfermedad de Parkinson, lo que refleja la muerte celular que se produce en estos pacientes.
A pesar de la utilidad de esta herramienta para detectar la pérdida de neuronas en enfermedades neurodegenerativas, aún no se ha mostrado evidencia de que la NM-MRI proporcione un marcador de la función de la dopamina, ni se ha demostrado su utilidad en individuos sin enfermedades neurodegenerativas, según los autores. En este estudio, Guillermo Horgade, la Universidad de Columbia, en Nueva York, Estados Unidos, y colegas realizaron una serie de estudios de validación para demostrar que la RMN-RMN puede servir como un marcador de la función de la dopamina en individuos sin trastornos neurodegenerativos.
“Las principales ventajas de esta técnica son que, en comparación con otras medidas establecidas y más directas de la función de la dopamina, la MRI sensible a la neuromelanina no implica radiación o procedimientos invasivos –destaca Horga–. Esta ventaja la hace más adecuada para las poblaciones pediátricas y para la repetición de escáneres, lo que podría ser útil para monitorizar la progresión de la enfermedad o la respuesta al tratamiento, y solo requiere un escaneo corto que podría implementarse en la mayoría de los escáneres clínicos. También proporciona una resolución anatómica muy alta en comparación con las medidas de PET, lo cual es importante para examinar las funciones o disfunciones de partes específicas de la sustancia negra”.
Los investigadores primero se propusieron determinar si la NM-MRI podría detectar con precisión las variaciones regionales en la concentración de neuromelanina en las personas sin neurodegeneración de la sustancia negra. Para examinar la capacidad de detección de NM-MRI, los autores compararon las mediciones de NM-MRI de neuromelanina con las mediciones químicas de neuromelanina en tejido cerebral post-mortem.
De esta forma, los científicos encontraron, en todas las secciones de tejido, que una señal más alta de NM-MRI estaba vinculada con concentraciones más altas de neuromelanina. Los resultados confirman, por primera vez, la capacidad de NM-MRI para medir concentraciones regionales de neuromelanina. Además, los resultados muestran que la señal NM-MRI refleja concentraciones de neuromelanina en el tejido, en lugar de solo el número de neuronas que contienen neuromelanina.
A continuación, los investigadores buscaron determinar si la NM-MRI podría captar variaciones en la neuromelanina en subregiones anatómicas más pequeñas dentro de la sustancia negra. Dado que se piensa que la función de la dopamina difiere significativamente en diferentes partes de la sustancia negra, los científicos necesitaron determinar la capacidad de esta herramienta para capturar estas diferencias anatómicas.
Capturar la variabilidad topográfica en una estructura cerebral
Por lo tanto, los investigadores examinaron los datos de NM-MRI de pacientes diagnosticados con enfermedad de Parkinson e individuos sin enfermedad de Parkinson. Encontraron disminuciones en la señal de NM-MRI en las personas con enfermedad de Parkinson en las áreas lateral, posterior y ventral de la sustancia negra, hallazgos que corresponden a la distribución anatómica conocida de la pérdida de células en esta área del cerebro en la enfermedad de Parkinson. Estos resultados confirman que NM-MRI puede capturar la variabilidad topográfica conocida dentro de esta estructura cerebral.
El siguiente paso crítico fue mostrar una conexión entre la NM-MRI y la función de la dopamina. Los científicos recopilaron mediciones de la capacidad de liberación de dopamina (medida mediante tomografía por emisión de positrones (–PET–) y datos NM-MRI de personas sin patologías neurodegenerativas. Los individuos con una señal de NM-MRI más alta tenían una mayor capacidad de liberación de dopamina en el cuerpo estriado (un componente central de recompensa y los sistemas motor y cognitivo). Los investigadores también encontraron que la señal de NM-MRI en la sustancia negra se vinculó con medidas funcionales de MRI del flujo sanguíneo cerebral regional.
Por último, los investigadores examinaron el vínculo entre la señal NM-MRI y la gravedad de la psicosis, y hallaron que los síntomas más graves de psicosis se vincularon con señales más altas de NM-MRI en la vía nigrostriatal de individuos con esquizofrenia y en aquellos con riesgo de esquizofrenia. La psicosis se relaciona con disfunción del sistema de dopamina, caracterizada por una mayor capacidad de liberación y síntesis de dopamina en el cuerpo estriado.
Los hallazgos sugieren que NM-MRI está capturando esta disfunción de dopamina, apoyando el papel de NM-MRI como un biomarcador potencial para la psicosis. Los resultados de este trabajo, tomados en conjunto, validan el uso de RMN-RMN en poblaciones más allá de aquellas con trastornos neurodegenerativos, demostrando que puede servir como una medida de la concentración de neuromelanina y la función de la dopamina en la sustancia negra.
Al describir las direcciones futuras de su investigación, Horga apunta: “Ahora estamos extendiendo este trabajo para ver si podemos detectar anomalías en la señal de neuromelanina que nos ayuden a predecir qué individuos tienen más probabilidades de desarrollar un trastorno psicótico entre aquellos que ya muestran síntomas tempranos de psicosis. También estamos interesados en explorar si la MRI sensible a la neuromelanina podría usarse en el futuro para determinar quién podría beneficiarse mejor de los tratamientos dopaminérgicos”.
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