MRI hersenen bij Duchenne

Achtergrond

Duchenne spierdystrofie wordt gekarakteriseerd door progressieve spierzwakte en een verkorte levensverwachting. Daarnaast weten we dat 30 tot 40% van de patiënten leer- en gedragsproblemen hebben, maar de reden hiervoor is niet bekend. De ziekte wordt veroorzaakt door mutaties in het DMD gen. Hierdoor ontbreekt het dystrofine eiwit, dat zorgt voor stabilisatie van de celwand in de spieren. Het dystrofine eiwit is ook aanwezig in de hersenen, maar de functie van het eiwit is daar nog niet goed bekend. In ons onderzoek willen we  MRI beelden maken van de hersenen bij jongens met Duchenne en gezonde jongens. Hiermee willen we er achter komen of er veranderingen zijn in de hersenen van jongens met de ziekte van Duchenne en of deze te maken hebben met de ziekte. Voor dit onderzoek werken we onder meer samen met dr. Jos Hendriksen van Epilepsiecentrum Kempenhaeghe in Heeze en met prof. Volker Straub van de Universiteit van Newcastle. 

Wat is een MRI scan?

MRI staat voor "magnetic resonance imaging". Een MRI scanner is een krachtige magneet waar je, door eigenschappen van het magnetisch veld, een plaatje kunt maken van bijvoorbeeld de hersenen. Het is niet gevaarlijk of schadelijk.

Doel van het onderzoek

Met dit onderzoek willen we de structurele, biochemische en genetische achtergrond van de leer en gedragsproblemen beter begrijpen. We maken hiervoor gebruik van een neuropsychologische testenserie en van verschillende beelden die we maakten met een MRI scanner.                                                                    

Waar bestaat het onderzoek uit?

Het onderzoek bestaat uit een serie neuropsychologische testen van ongeveer een uur en MRI scans. De testen en de MRI scans worden zowel in Nederland als in Engeland gedaan. We maken verschillende soorten beelden, zodat we naar de structuur, doorbloeding en de stofwisseling kunnen kijken. Na ongeveer 2 jaar worden de testen en scans herhaald. Hiermee kunnen we kijken of er veranderingen zijn in de tijd. 

Wat zijn de resultaten?

Voor een wetenschappelijk onderzoek is het belangrijk om dat je de gegevens van de ene groep mensen te vergelijken vergelijkt met een andere groep. Zo kan de onderzoeker verschillen ontdekken die helpen om te begrijpen waarom de ene groep anders is dan de andere. Bij ons onderzoek zijn jongens met Duchenne vergeleken met jongens zonder spierziekte. In totaal hebben tot nu toe van 51 jongens de resultaten geanalyseerd.

Alle MRI plaatjes uit ons onderzoek zijn bekeken door een neuroradioloog. Dit is een dokter die veel verstand heeft van MRI plaatjes van de hersenen. Met het blote oog zagen de hersenen op de plaatjes van Duchenne jongens er niet anders uit dan de hersenen van de jongens zonder spierziekte. 

Daarna hebben we de metingen van de grijze en witte stof en het hersenvocht van de groep jongens met Duchenne vergeleken met de metingen van de groep jongens zonder spierziekte.. De hoeveelheid van de grijze stof was in de groep jongens met Duchenne lager dan die van hun leeftijdsgenoten zonder Duchenne. Er was geen verschil in de hoeveelheid witte stof of de hoeveelheid hersenvocht. Ook hebben we in nog meer detail gekeken naar de witte stof. Met een speciaal MRI plaatje kan je een computer laten uitrekenen hoe gestroomlijnd de “snelwegen” van de witte stof lopen. We vonden dat de ”‘snelwegen”’ bij de groep jongens met Duchenne minder gestroomlijnd verlopen dan bij leeftijdgenoten zonder spierziekte. Het lijkt dus dat de “snelwegen” in de hersenen bij jongens met Duchenne iets anders gebouwd zijn. We hebben ook nog gekeken naar de doorbloeding van de hersenen. We vonden daarbij dat deze bij jongens met Duchenne lager was dan bij jongens zonder Duchenne. Tenslotte hebben we gekeken naar de stofwisseling in de hersenen, en zagen dat deze niet anders was dan bij leeftijdsgenoten zonder spierziekte. Al deze resultaten zijn inmiddels gepubliceerd in wetenschappelijke tijdschriften. 

Wat betekenen deze resultaten?

De gegevens van dit onderzoek vormen een goed begin om meer te weten te komen over de hersenen bij jongens met Duchenne. Er blijken verschillen in hersenstructuur en doorbloeding te zijn tussen jongens met Duchenne en jongens zonder spierziekte. Misschien kunnen deze verschillen voor een deel de leerproblemen verklaren. Maar we weten niet wanneer deze verschillen zijn ontstaan en of de verschillen veranderen bij ouder worden of hetzelfde blijven. Om hier achter te komen zullen we nog verder onderzoek moeten doen.

Wanneer kan ik meedoen?    

Momenteel zijn we nog bezig met data verzamelen. Het is nog mogelijk om mee te doen aan het onderzoek dat dieper kijkt naar de doorbloeding van de hersenen voor ambulante jongens van 10 jaar of ouder. Voor meer informatie, neem contact op via spierziektenMRI@lumc.nl


Gepubliceerde artikelen over dit onderzoek

  1.   Doorenweerd N, Mahfouz A, van Putten M, Kaliyaperumal R, T' Hoen PAC, Hendriksen JGM, Aartsma-Rus AM, Verschuuren JJGM, Niks EH, Reinders MJT, Kan HE, Lelieveldt BPF.  Timing and localization of human dystrophin isoform expression provide insights into the cognitive phenotype of Duchenne muscular dystrophy. Sci Rep. 2017 Oct 3;7(1):12575. doi: 10.1038/s41598-017-12981-5.
  2. Doorenweerd N, Hooijmans M, Schubert SA, Webb AG, Straathof CS, van Zwet EW, van Buchem MA, Verschuuren JJ, Hendriksen JG, Niks EH, Kan HE. Proton Magnetic Resonance Spectroscopy Indicates Preserved Cerebral Biochemical Composition in Duchenne Muscular Dystrophy Patients. J Neuromuscul Dis. 2017;4(1):53-58. doi: 10.3233/JND-160201.
  3. Doorenweerd N, Dumas EM, Ghariq E, Schmid S, Straathof CS, Roest AA, Wokke BH, van Zwet EW, Webb AG, Hendriksen JG, van Buchem MA, Verschuuren JJ, Asllani I, Niks EH, van Osch MJ, Kan HE. Decreased cerebral perfusion in Duchenne muscular dystrophy patients. Neuromuscul Disord. 2017 Jan;27(1):29-37. doi: 10.1016/j.nmd.2016.10.005.
  4. Doorenweerd N, Straathof CS, Dumas EM, Spitali P, Ginjaar IB, Wokke BH, Schrans DG, van den Bergen JC, van Zwet EW, Webb A, van Buchem MA, Verschuuren JJ, Hendriksen JG, Niks EH, Kan HE. Reduced cerebral grey matter and altered white matter in boys with Duchenne muscular dystrophy. Ann Neurol. 2014 Sep;76(3)403-11
  5. Straathof CSM, Doorenweerd N, Wokke BHA, Dumas EM, van den Bergen JC, van Buchem MA, Hendriksen JGM,  Verschuuren JJGM, Kan HE. Temporalis muscle hypertrophy and reduced skull eccentricity in Duchenne muscular dystrophy. J of Child Neur 2014 Oct;29(10)1344-8