MRI spieren bij Duchenne en Becker


Achtergrond
Progressieve spierzwakte is het meest opvallende en invaliderende kenmerk van Duchenne en Becker spierdystrofie. Er wordt momenteel veel onderzoek gedaan naar het natuurlijk verloop van deze ziekten. Om hier meer inzicht in te krijgen willen we graag naar verschillende spiereigenschappen kijken.  Je kunt hiervoor een klein stukje spier wegnemen (spierbiopt) en dit onder de microscoop bekijken. Het nadeel hiervan is dat je maar naar een kleine stukje van één spier kijkt. Om meer te weten te komen over meerdere spieren kijken we in dit onderzoek met behulp van een MRI scan naar de spieren. Dit doen we zowel in de benen als in de armen. We hebben inmiddels al ontdekt dat je verschillende spier eigenschappen kan bekijken aan de hand van een MRI plaatje. Nu zijn we dan ook vooral benieuwd of we in Duchenne en Becker patiënten veranderingen in spieren over de tijd goed kunnen beoordelen op MRI beelden en hoe zich dit verhoudt tot functie.  

Wat is een MRI scan? 
Een MRI scanner is een heel krachtige magneet waar je, door de eigenschappen van een magnetisch veld, een plaatje kunt maken van bijvoorbeeld een spier. Het is niet gevaarlijk of schadelijk.  MRI staat voor “magnetic resonance imaging”.

Doel van het onderzoek
Met dit onderzoek willen we uitzoeken of we met MRI de beenspieren zo nauwkeurig mogelijk in beeld kunnen brengen dat we veranderingen in spieren over de tijd goed kunnen zien. We kijken naar de vorm en grootte van spieren en bijvoorbeeld ook naar vervetting en ontsteking van de spier. Ook willen we de spierkracht meten om deze te vergelijken met wat we zien op de MRI. We willen een standaard methode ontwikkelen om in de toekomst (mogelijke) behandeleffecten beter te kunnen bekijken. 

Waar bestaat het onderzoek uit?
Het onderzoek bestaat uit een bezoek van een halve dag aan het LUMC. Soms zijn er nog meerdere bezoeken, die vinden dan jaarlijks na het eerste bezoek plaats. Tijdens dit bezoek worden er MRI scans van de spieren gemaakt die niet langer duren dan één uur. Daarnaast worden er testen gedaan om naar de kracht en de functie van de spieren te kijken.   

Resultaten
Voor een wetenschappelijk onderzoek is het belangrijk om de gegevens van de ene groep mensen te vergelijken met een andere groep. Zo kan je verschillen ontdekken die helpen om te begrijpen waarom de ene groep anders is dan de andere. Bij ons onderzoek zijn jongens met de spierziekte van Duchenne vergeleken met jongens zonder spierziekte. In totaal hebben tot nu toe 34 jongens aan ons onderzoek meegedaan. Het onderzoek naar de ziekte van Becker is nog in volle gang, de resultaten daarvan volgen.

We hebben aantal verschillende MRI plaatjes gemaakt in het onderbeen en het bovenbeen. In ons onderzoek hebben we gekeken naar veranderingen in stoffen die de spieren energie geven (de benzine van de spier) en naar hoeveel vet en ontsteking er in de spieren zit. Eén van de soorten MRI plaatjes die we hebben gemaakt heet de Dixon scan. In deze scan zijn er losse foto’s gemaakt helemaal van de enkel naar de knie (onderbeen) en van de knie naar de heup (bovenbeen). Er worden tijdens deze scan twee foto’s tegelijkertijd gemaakt, een water plaatje en een vetplaatje, die kan je hieronder zien. Het linker plaatje is het waterplaatje, hierop kan je alle spieren goed zien. Het rechterplaatje is het vetplaatje, hier kan je juist het vet goed zien.


De twee plaatjes die je ziet zijn van dezelfde jongen met de ziekte van Duchenne. Door deze twee plaatjes samen te nemen kunnen we precies uitrekenen hoeveel vet weefsel zich er in de spier bevindt. Ook zijn alle losse spieren omcirkeld met een rode lijn. Voor elke spier hebben we gekeken wat de hoeveelheid vet was binnen die spier. We hebben gevonden dat de spieren van Duchenne patiënten meer vet weefsel bevatten dan de spieren van jongens zonder spierziekte. We hebben ook gevonden dat dit voor de ene spier anders is dan voor de andere spier.

Daarna hebben we ook gekeken of de hoeveelheid vet weefsel gelijk verdeeld was over de hele lengte van de spier. We hebben gevonden dat er bij jongens met Duchenne aan de uiteindes van een spier meer vet zit dan op het middelste stuk van de spier. We denken dat dit komt doordat er meer kracht staat op de spiervezel aan het uiteinde van de spier (dicht bij de pezen) en deze dus misschien eerder veranderen.

Ook hebben we in nog meer detail gekeken naar alle gezamenlijke MRI metingen om beter te begrijpen welke veranderingen in spieren plaatsvinden en op welk moment. De drie metingen die we samen hebben bekeken zijn vervetting, ontsteking en energiehuishouding. Deze laten we in de drie plaatjes hieronder zien.


We hebben gevonden dat in spieren die nog geen vervetting hebben wel al veranderingen hebben in ontsteking en in de hoeveelheid energie. Dit zijn veranderingen die ons al vroeg kunnen vertellen dat er iets met de spier aan de hand is.

Wat betekenen deze resulaten
De gegevens van dit onderzoek vormen een goed begin om meer te weten te komen over de spieren bij jongens met Duchenne. Er blijken verschillen in de hoeveelheid energie, ontsteking en vervetting te zijn tussen jongens met Duchenne en jongens zonder spierziekte. Met al deze gegevens van het eerste jaar samen zijn we erachter gekomen dat verandering in de hoeveelheid energie en ontsteking al te meten zijn in spieren die nog geen vet laten zien. Ook zijn we erachter gekomen dat er minder vet is in het midden van de spier dan aan de uiteinde van de spier. Met deze nieuwe informatie kunnen we iets beter begrijpen hoe de spieren veranderen bij jongens met Duchenne. Het onderzoek naar de ziekte van Becker is nog in volle gang, de resultaten daarvan volgen!

Wanneer kan ik meedoen
Je kunt meedoen als je ouder bent dan 12 jaar, rolstoelgebonden bent en de ziekte van Duchenne hebt. Ook als je deze gezond bent en deze leeftijd hebt kun je meedoen als “controle vrijwilliger”. Voor deze laatste groep zoeken we alleen jongens. Meer informatie staat ook hier:

Wanneer kan ik niet meedoen? Omdat een MRI scanner een magneet is, mag je er niet in als je metaal op/in je lichaam hebt dat je niet uit/af kunt doen. Je kunt bijvoorbeeld niet meedoen als je een metalen staaf in je rug hebt of een beugel die niet uit kan. Een metalen draadje achter je tanden is geen probleem voor dit onderzoek. 

Hoe kan ik mij inschrijven?Als je geïnteresseerd bent of aanvullende vragen hebt, kun je een email sturen naar duchenne@lumc.nl

Gepubliceerde artikelen over dit onderzoek

  1. Hooijmans MT, Doorenweerd N, Baligand C, Verschuuren JJGM, Ronen I, Niks EH, Webb AG, Kan HE. Spatially localized phosphorous metabolism of skeletal muscle in Duchenne muscular dystrophy patients: 24-month follow-up. PLoS One. 2017 Aug 1;12(8):e0182086. doi: 10.1371/journal.pone.0182086. 
  2. Hooijmans MT, Niks EH, Burakiewicz J, Anastasopoulos C, van den Berg SI, van Zwet E, Webb AG, Verschuuren JJGM, Kan HE. Non-uniform muscle fat replacement along the proximodistal axis in Duchenne muscular dystrophy
  3. Wokke BH, van den Bergen JC, Hooijmans MT, Verschuuren JJ, Niks EH, Kan HE . T2 relaxation times are increased in skeletal muscle of DMD but not BMD patients. Muscle Nerve In Press
  4. Hooijmans MT, Damon BM, Froeling M, Verschuuren JJ, Burakewicz J, Niks EH, Webb AG, Kan HE . Evaluation of skeletal muscle DTI in patients with Duchenne Muscular Dystrophy . NMR Biomed. 2015 Nov;28(11):1589-97.
  5. Wokke BH, Hooijmans MT, van den Bergen JC, Webb AG, Verschuuren JJ, Kan HE . Muscle MR spectroscopy detects elevated PDE/ATP ratios prior to fatty infiltration in Becker muscular dystrophy . NMR Biomed. 2014 Nov;27(11):1371-7
  6. Wokke BH, van den Bergen JC, Versluis MJ, Niks EH, Milles J, Webb AG, van Zwet EW, Aartsma-Rus A, Verschuuren JJ, Kan HE.Quantitative MRI and strength measurements in the assessment of muscle quality in Duchenne muscular dystrophy. Neuromuscul Disord. 2014 2014; May; 24(5):409-16
  7. van den Bergen JC, Wokke BH, Janson AA, van Duinen SG,  Hulsker MH,  Ginjaar HB,  van Deutekom JC,  Aartsma-Rus A,  Kan HE, Verschuuren JJ. Dystrophin levels and clinical severity in Becker muscular dystrophy patients . J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2014 Jul;85(7):747-53
  8. Wokke BH, Bos C, Reijnierse M, van Rijswijk CS, Eggers H, Webb A, Verschuuren JJ and Kan HE. Comparison of dixon and T1-weighted MR methods to assess the degree of fat infiltration in duchenne muscular dystrophy patients . J Magn Reson Imaging 2013 Sep;38(3):619-24 .