МРТ головного мозга выявляет ускоренное старение и риск развития деменци

Проведенное в США исследование показало, что новые «часы старения» мозга способны точно и надежно оценить, насколько быстро биологически стареет человек, с помощью одного сканирования МРТ, предлагая потенциальный инструмент, который поможет врачам прогнозировать риск развития деменции, легких когнитивных нарушений и других хронических заболеваний.

Исследователи разработали показатель темпа старения Данидина, рассчитанный на основе нейровизуализации (DunedinPACNI), чтобы оценить темп старения человека на основе таких характеристик МРТ головного мозга, как толщина коры, площадь поверхности, объем серого вещества, контрастность серого и белого вещества, объемы подкорковых структур и размеры желудочков.

В серии исследований, включавших более 50 тыс. МРТ-сканирований головного мозга людей в возрасте от 22 до 98 лет с использованием различных наборов данных, было установлено, что у тех, чей биологический возраст опережал хронологический, наблюдались не только худшие когнитивные способности, более быстрая атрофия гиппокампа и более высокий риск развития деменции, но и худшее общее состояние здоровья, включая более высокую хрупкость костей, более низкую самооценку здоровья и более высокий риск развития хронических заболеваний и преждевременной смерти.

Хотя необходимы дополнительные исследования нового инструмента, исследователи заявили об ожиданиях, что он будет готов к использованию в клинической практике через несколько лет.

«Возможно, наши самые смелые ожидания связаны с тем, что DunedinPACNI станет частью повседневной клинической помощи на протяжении всей жизни в качестве показателя более быстрого старения, который поможет врачам выявлять пациентов с риском ухудшения здоровья в будущем задолго до появления симптомов и когда профилактические меры могут быть наиболее эффективными», — рассказал Ахмад Р. Харири, директор Лаборатории нейрогенетики Университета Дьюка в Дареме, Северная Каролина .

Инструмент DunedinPACE-NI создан на основе более раннего долгосрочного исследования, в котором приняли участие более 1000 человек, родившихся в Данидине (Новая Зеландия) в 1972–1973 годах. Первоначально исследователи использовали данные этого исследования для разработки DunedinPACE — эпигенетических часов, основанных на анализе крови, которые оценивают скорость старения, используя метилирование ДНК. Хотя DunedinPACE показал тесную связь с заболеваемостью, старением мозга и другими факторами, его применение ограничено исследованиями, в которых доступны образцы крови. Чтобы преодолеть это ограничение, исследователи разработали DunedinPACNI, который  использует данные одного стандартного T1-взвешенного МРТ-сканирования для оценки продольного темпа старения человека — составного индекса, отражающего физиологическое снижение в сердечно-сосудистой, метаболической, иммунной, почечной и других системах.

Исследователи обучили DunedinPACNI на данных МРТ 860 участников исследования Dunedin, все из которых прошли сканирование в возрасте 45 лет. Модель включала 315 структурных особенностей мозга. Применив эту меру к Инициативе по нейровизуализации болезни Альцгеймера (ADNI), наборам данных UK Biobank и BrainLat, ученые показали, что более быстрые оценки DunedinPACNI предсказывали когнитивные нарушения, ускоренную атрофию мозга и переход в диагностированное легкое когнитивное нарушение  или деменцию.

Например, в выборке ADNI у участников, считавшихся стареющими быстрее всех (верхние 10%) на момент включения в исследование, риск прогрессирования лёгких когнитивных нарушений или деменции в последующие годы был на 61% выше, чем у людей со средним возрастом. У быстро стареющих также раньше начинались проблемы с памятью, чем у тех, кто старел медленнее, согласно результатам DunedinPACNI.

В выборке Британского биобанка у здоровых участников с более высокой скоростью DunedinPACNI на исходном уровне на 14% чаще диагностировались хронические заболевания, связанные со старением, в дальнейшем. У людей, стареющих быстрее всех, риск диагностирования хронических возрастных заболеваний был на 18% выше, чем у людей среднего возраста. Быстрое старение также было связано с ухудшением когнитивных функций, более высокой степенью слабости и более низкой самооценкой здоровья. В среднем за 10 лет наблюдения у тех, у кого были самые быстрые показатели DunedinPACNI, вероятность смерти была на 41% выше, чем у тех, кто старел медленнее.

DunedinPACNI также отражает социальные градиенты неравенства в отношении здоровья. Более быстрое старение наблюдалось у людей с меньшим количеством лет формального образования или более низким доходом. Показатель также имел аналогичную прогностическую силу в отношении риска развития деменции и когнитивных нарушений среди взрослых латиноамериканцев в когорте BrainLat.

«Похоже, он улавливает что-то, что отражается в мозгу каждого человека», — сказал Харири. - Сейчас DunedinPACNI может сказать нам только, стареет ли человек быстрее или медленнее других в рамках любого набора данных или выборки. То есть DunedinPACNI в настоящее время является относительным показателем. Он пока не показывает, стареет ли человек быстрее или медленнее, чем можно было бы ожидать от любого человека в любой точке мира того же хронологического возраста. Но ситуация быстро меняется».

Харири отметил, что следователям необходимо разработать нормативные справочные таблицы для DunedinPACNI, аналогичные тем, что они сделали для таких показателей, как рост, вес и ИМТ. «Для анализа десятков тысяч сканирований, собранных за всю жизнь, необходимого для разработки этих норм, потребуется время, но мы уже начали это делать. Мы уверены, что референтные нормы для DunedinPACNI будут готовы в течение следующего года, и, следовательно, DunedinPACNI может быть внедрен в клиническую практику в течение нескольких лет», — сказал он.

Харири объяснил, что непосредственные варианты применения DunedinPACNI в исследовательской среде включают его использование в качестве меры результата в рандомизированных клинических испытаниях вмешательств с целью замедления старения, а также в качестве биомаркера ускоренного старения, который может помочь предсказать вероятность того, что пожилой человек перейдет от нормального когнитивного функционирования к легкому когнитивному расстройству или от легкого когнитивного расстройства к слабоумию.

DunedinPACNI также может быть использован в клинических испытаниях вмешательств при болезни Альцгеймера. Это может стать суррогатным методом оценки исходов у молодых людей за десятилетия до возможного развития у них деменции, демонстрируя, что вмешательство замедляет старение, которое само по себе является одним из основных факторов риска развития деменции, сказал Харири.

«У пожилых людей DunedinPACNI может быть полезен в качестве инструмента скрининга для снижения неоднородности выборки путем включения всех людей, стареющих примерно с одинаковой скоростью, или исключения людей, которые стареют быстрее других и могут подвергаться повышенному риску побочных эффектов лечения, включая аномалии визуализации, связанные с амилоидом», — добавил Харири.

Игорь НАУМОВ

По материалам Medscape