Поиск
Главная » Без рубрики » Изменения проницаемости гематоэнцефалического барьера у собак с подозрением на когнитивную дисфункцию с использованием субтракционного анализа усиления при магнитно-резонансной томографии

Изменения проницаемости гематоэнцефалического барьера у собак с подозрением на когнитивную дисфункцию с использованием субтракционного анализа усиления при магнитно-резонансной томографии

Когнитивная дисфункция собак — распространённый возраст-ассоциированный синдром, однако её диагностика по-прежнему основывается преимущественно на клинической оценке и исключении других заболеваний. В новом исследовании изучили, может ли субтракционный анализ усиления при МРТ выявлять нарушения проницаемости гематоэнцефалического барьера у собак с подозрением на когнитивную дисфункцию.
когнитивная дисфункция у собак МРТ

Yael Merbl1, Ella Mondrus2, Erez Hanael2 and Merav H. Shamir2
1 Cornell Hospital for Animals, Department of Clinical Sciences, Cornell University, Ithaca, NY, United States
2 Veterinary Teaching Hospital, Koret School of Veterinary Medicine, Hebrew University of Jerusalem, Rehovot, Israel


Ключевые слова: гематоэнцефалический барьер, субтракционное усиление, когнитивная дисфункция собак, собаки, МРТ.

Сокращения: ГЭБ — гематоэнцефалический барьер; ДГЭБ — дисфункция гематоэнцефалического барьера; ККД — когнитивная дисфункция собак; ЦНС — центральная нервная система; СМЖ — спинномозговая жидкость; МРТ — магнитно-резонансная томография; САУ — субтракционный анализ усиления.


Введение

За последние несколько десятилетий прогресс в ветеринарной медицине привёл к увеличению популяции пожилых собак и, как следствие, к росту возраст-ассоциированных заболеваний. Среди этих возрастных состояний — клиническое проявление, известное как когнитивная дисфункция собак (ККД), также называемое «синдром когнитивной дисфункции» или canine dementia. Это распространённый синдром у пожилых собак, поражающий до 60% особей [1; 2]. ККД характеризуется постепенным снижением когнитивных способностей вследствие прогрессирующих нейродегенеративных изменений в головном мозге. Комплекс клинических признаков, обозначаемый аббревиатурой «DISHA», характеризует данное состояние. Эти признаки включают, помимо прочего, дезориентацию, изменения социального взаимодействия, нарушение цикла сна-бодрствования, утрату навыков туалета и дефицит активности [3; 4]. Аналогично людям, снижение когнитивных функций у собак включает нарушения памяти, способности к обучению, осознания и восприятия [5; 6].

В настоящее время предполагается, что диагноз ККД ставится менее чем 2% собак [4], что может быть связано с ошибочным восприятием владельцами данных признаков как нормальных процессов старения. Кроме того, не существует тестов или специфических биомаркеров для диагностики ККД. В настоящее время основой диагностики ККД являются физикальное и неврологическое обследование, исключение других патологий и оценочные опросники для владельцев [7], а в некоторых случаях — подтверждение с помощью МРТ, демонстрирующей признаки, соответствующие атрофии головного мозга [8–10]. Данные признаки могут включать расширение борозд, истончение паренхимы и дилатацию желудочков [8–10], а также уменьшение размера межталамического сращения [11]. Необходим специфичный и надёжный диагностический инструмент, позволяющий дифференцировать нормальное и патологическое старение в популяции собак. Ранее описанный метод контрастного усиления, позволяющий количественно оценить проницаемость ГЭБ, названный «субтракционный анализ усиления» (САУ), потенциально способен выявлять нарушение проницаемости ГЭБ и использоваться в качестве биомаркера ранней стадии ККД [12]. В целом субтракционная визуализация — это метод, при котором нативное Т1-взвешенное изображение (Т1-ВИ) цифровым способом вычитается из идентичной последовательности, полученной после введения гадолиния.

Использование САУ для выявления и количественной оценки проницаемости ГЭБ у пациентов с ККД может выявить взаимосвязи между наличием и степенью дисфункции ГЭБ (ДГЭБ), а также клиническим диагнозом ККД, проливая дополнительный свет на патофизиологию данного синдрома.

В предыдущем исследовании у собак, страдающих энцефалитом, ДГЭБ была выявлена в 53% случаев при применении метода САУ. Более того, ретроспективное применение метода САУ на МР-исследованиях повысило способность выявлять патологические изменения головного мозга с 50 до 72% у собак с менингоэнцефалитом неясного происхождения (МНП). Субтракционные методы также изучались у людей с деменцией, и сообщалось, что они обладают потенциалом в повышении чувствительности распознавания патологических изменений [13].

Преимуществом САУ по сравнению с другими динамическими МР-методами является то, что он может быть применён к ранее полученным МР-изображениям и не требует дополнительных последовательностей, помимо тех, которые рутинно получают по клиническим показаниям.

Основной целью данного исследования было изучить, можно ли обнаружить изменения проницаемости ГЭБ с помощью САУ на МР-изображениях собак с подозрением на ККД и может ли данный метод служить диагностическим биомаркером ККД. Мы выдвинули гипотезу, что у собак с ККД наблюдаются изменения проницаемости ГЭБ по сравнению с контрольной группой, что приводит к более высоким показателям ДГЭБ.

Материалы и методы

Животные и дизайн исследования

Данное исследование представляет собой ретроспективное исследование «случай-контроль», проведённое в двух учреждениях, с использованием МР-изображений собак с подозрением на ККД и сравнением их с собаками без заболеваний ЦНС. Медицинские записи были проанализированы на основании следующих критериев включения: (1) собаки, поступившие либо в Koret Veterinary Teaching Hospital (KVTH), либо в Washington State University (WSU) в период с 2010 по 2018 г. с клиническими признаками, соответствующими ККД; (2) собаки включались в исследование, если им была выполнена диагностическая МРТ и подозревалась атрофия головного мозга. Собаки исключались из исследуемой группы при обнаружении других патологий ЦНС. Последовательности, полученные для клинических целей, включали Т1-взвешенное изображение (ВИ), Т2-ВИ, Т2-ВИ с подавлением сигнала от свободной жидкости (FLAIR), Т2-ВИ градиентное эхо, Т2-ВИ с инверсией-восстановлением и коротким TI (STIR) и Т1-ВИ постконтрастное. Кроме того, в WSU были получены диффузионно-взвешенное изображение (ДВИ) и расчётная карта измеряемого коэффициента диффузии (ИКД). Из них для данного исследования использовались поперечные плоскости Т1-ВИ до и после контрастирования для дальнейшего анализа. Основной метод в данной работе называется субтракционный анализ усиления (САУ) и описан ниже.

Субтракционный анализ усиления

Для KVTH САУ выполнялся с использованием следующих МР-последовательностей: Т1-взвешенное спин-эхо (SE) в поперечной плоскости (TE: 21 мс, TR: 642–916 мс, угол отклонения: 90°, толщина среза: 3,5–4,0 мм).

Для WSU САУ выполнялся с использованием следующих МР-последовательностей: Т1-взвешенное SE в поперечной плоскости (TE: 15 мс, TR: 674,1–800,9 мс, угол отклонения: 90°, толщина среза: 3,5 мм).

Собаки из KVTH были разделены на две группы: группа A включала 10 собак с когнитивными признаками, такими как снижение ментального статуса и/или поведенческие изменения, что привело к предварительному диагнозу ККД (KVTH-CCD), без других патологических изменений ЦНС на МРТ. Группа B включала девять контрольных собак, которым была проведена МРТ без каких-либо признаков заболеваний ЦНС (KVTH-контроль). В их число входили собаки с вестибулярным синдромом старых собак, средним отитом и другими состояниями, не связанными с ЦНС.

Собаки из WSU были разделены на аналогичные группы: группа A включала трёх собак с когнитивными признаками ККД, такими как изменения ментального статуса или поведенческие изменения, но без заметных патологических изменений в МР-заключении, кроме признаков атрофии головного мозга. Группа B включала шесть собак без признаков поражения ЦНС, которые служили контрольной группой. Клинические признаки и находки у собак данной группы включали периферические вестибулярные признаки, слабость конечностей и протрузию межпозвонкового диска.

Получение и анализ изображений

Файлы МРТ в формате DICOM были собраны из обоих учреждений.

Все МР-исследования из WSU проводились на одном и том же томографе 1,5 Тл (General Electric, модель неизвестна) с соответствующей поверхностной катушкой, подобранной по размеру пациента. Т1-ВИ после контрастирования получали после внутривенного болюсного введения 0,2 мл/кг гадобената димеглюмина (Bracco Diagnostics Inc., Monroe Twp., NJ).

Все МР-исследования из KSVH выполнялись на томографе 0,35 Тл (Magnetom C, Siemens Healthineers, Берлин, Германия) с использованием соответствующей поверхностной катушки, подобранной по размеру пациента. Т1-ВИ получали после контрастирования после внутривенного болюсного введения 0,3 мл/кг гадолиний-диэтилентриаминпентаацетата (Magnetol).

Все МР-сканы, использованные в данном исследовании, были частью клинического обследования. Дополнительный анализ проводился на основе исходных МР-данных, полученных из радиологического архива учреждений.

Т1-взвешенные последовательности, полученные до и после инъекции контраста, использовались для САУ, который выполнялся с помощью собственных скриптов MATLAB [14].

Для каждого субъекта поперечные Т1-ВИ анализировались с помощью многоэтапного собственного алгоритма, который применялся к срезам головного мозга (илл. 1), в соответствии со следующими шагами:

МРТ головного мозга собаки с признаками возрастной атрофии
Илл. 1. Демонстрация процесса анализа САУ. (A) Белая контурная линия представляет маскирование среза головного мозга, ограниченное алгоритмом и скорректированное вручную при необходимости. (B) Фрагмент треугольной формы из височной мышцы был отмечен и использован для учёта несвязанных физиологических вариаций между собаками, таких как артериальное давление и скорость перфузии. (С) Высокий диапазон (ВД) был определён для значений выше среднего значения височной мышцы плюс одно стандартное отклонение. (D) Воксели, положительные по НД и ВД, были отмечены зелёным и красным цветом соответственно для обеспечения детального наблюдения за областями с возможной ДГЭБ
  1. Выполнялось маскирование головного мозга путём оконтуривания мозговой ткани с ручной коррекцией для включения только мозговой ткани и исключения других окружающих тканей. Ручная коррекция проводилась слепым методом на всех сканах.
  2. Для САУ различия интенсивности сигнала были получены на основе значения интенсивности каждого вокселя до контрастирования, вычтенного из интенсивности после контрастирования. Процент изменения интенсивности для каждого вокселя регистрировался. Использовалось уравнение для расчёта: [(пост – пре) / пре] × 100. Изменение выражалось через яркость каждого вокселя, указывающую на накопление контрастного вещества в головном мозге. В конце данного этапа каждый воксель получал значение.
  3. Височная мышца каждой собаки использовалась в качестве референсного значения, поскольку она представляет собой ткань без барьера «кровь-ткань» и подвержена уникальным физиологическим переменным каждой собаки. Фрагмент треугольной формы из височной мышцы каждой собаки был отмечен и использован для учёта несвязанных физиологических вариаций между собаками, таких как артериальное давление и скорость перфузии (илл. 1B). Аналогичное уравнение использовалось для расчёта разницы в процентах интенсивности для каждого вокселя височной мышцы. Были рассчитаны среднее значение и стандартное отклонение этих величин. Таким образом, для каждой собаки на основе двух установленных порогов были определены средний показатель височной мышцы и стандартное отклонение.
  4. Для каждой собаки были определены два порога для «положительных» проницаемых вокселей с использованием значений, рассчитанных по височной мышце. Низкий диапазон (НД) был обозначен как диапазон между средним процентным изменением интенсивности вокселей височной мышцы и средним значением плюс одно стандартное отклонение. Данное значение считается более чувствительным, тогда как высокий диапазон (ВД) был определён для значений выше среднего значения височной мышцы плюс одно стандартное отклонение (илл. 1C). ВД считается менее чувствительным, но может быть более специфичным.
  5. Процент всех положительных вокселей от всего головного мозга был назван «показатель ГЭБ». Таким образом, каждая собака имела два значения показателя ГЭБ: показатель ГЭБ ВД и показатель ГЭБ НД.
  6. Были созданы цветокодированные карты. Воксели, положительные по НД и ВД, были отмечены зелёным и красным цветом соответственно для обеспечения детального наблюдения за областями с возможной ДГЭБ (илл. 1D).
  7. То же самое было выполнено для собак в контрольной группе, где нормальное значение проницаемости, рассчитанное путём аналогичного измерения височной мышцы, служило основой для расчёта показателей ГЭБ для каждой контрольной собаки отдельно. Средние показатели ГЭБ контрольной группы плюс два стандартных отклонения были рассчитаны и использованы в качестве порога для нормального ГЭБ. Собаки в исследуемой группе со средним значением выше среднего, рассчитанного для контроля, считались имеющими ДГЭБ.

Измерение диаметра межталамического сращения

Измерения межталамического сращения ранее рассматривались как потенциальный биомаркер для собак с атрофией головного мозга и возможной связью с ККД; в связи с этим мы измерили диаметр межталамического сращения. Диаметр межталамического сращения на Т2-взвешенных изображениях в сагиттальной плоскости измерялся в программном обеспечении RADI-ANT DICOM © viewer. Для каждой собаки проводилось три измерения слепым методом, и рассчитывалось среднее значение (илл. 2).

Измерение диаметра межталамического сращения у собаки на МРТ
Илл. 2. (A) Измерение диаметра межталамического сращения для (B) Koret Veterinary Teaching Hospital и (С)  Koret Veterinary Teaching Hospital и Washington State University вместе

Статистический анализ

Статистический анализ выполнялся с использованием RStudio [15]. Все статистические тесты проводились с применением критерия Уилкоксона для парных сравнений. Графики были построены с использованием Excel (Microsoft 365, версия 16.87, NY, USA). Тесты проводились отдельно для ВД, НД и диаметра межталамического сращения между соответствующими подгруппами.

Данные магнитно-резонансной томографии анализировались автором, слепым к групповой принадлежности собак. Значение p ≤ 0,05 считалось статистически значимым.

Результаты

Животные

В общей сложности было включено 28 собак: 19 собак из Koret Veterinary Teaching Hospital и 9 из Washington State University (WSU). Из них 13 были включены в группу ККД и 15 — в контрольную группу.

KVTH

Группа ККД включала трёх кобелей и семь сук. Возраст собак варьировал от 9 до 16 лет (медиана 12 лет). Восемь собак были беспородными, одна — терьером, и у одной порода не была указана. Масса тела варьировала от 6 до 35 кг (медиана 11 кг).

В контрольной группе было восемь кобелей и одна сука. Четыре собаки были кастрированы, пять — интактны. Возраст собак варьировал от 5 до 16 лет (медиана 9 лет). Три собаки были беспородными, остальные были представлены следующими породами по одной особи: бультерьер, лабрадор-ретривер, бернский зенненхунд, кокер-спаниель, мальтезе и венгерская выжла. Масса тела этих собак варьировала от 2 до 42 кг (медиана 23 кг).

WSU

Группа ККД включала трёх кобелей. Из них двое были кастрированы, статус третьего был неизвестен. Возраст собак составлял 5, 9 и 11 лет, породы включали лабрадора-ретривера, венгерскую выжлу и акиту. Данные о массе тела этих собак не были предоставлены.

Контрольная группа состояла из четырёх сук и двух кобелей, все из которых были стерилизованы или кастрированы. Их возраст варьировал от 10 до 14 лет (медиана 11,5 года). Породы включали по одной особи: аффенпинчер, ши-тцу, бордер-колли, терьер, беспородная собака и одна собака неизвестной породы. Данные о массе тела этих собак не были предоставлены. В дополнительной таблице 1 представлены различные группы собак и клинические находки.

Измерения порога ДГЭБ

(1) Показатель высокого диапазона (ВД), рассматриваемый как ограничительный показатель, и (2) показатель низкого диапазона (НД), рассматриваемый как разрешительный показатель, были следующими: порог ВД Koret-контроль — 0,311. Порог НД Koret-контроль — 1,578.

Для учёта разницы в возрасте между собаками контрольной группы KVTH (младше) и группой ККД (медиана 9 лет и 12 лет соответственно) мы создали подгруппу контрольных собак из KVTH в возрасте 9 лет и старше. Пороговые показатели KVTH-ГЭБ для старшего контроля: ВД — 0,324, НД — 1,679. Аналогично, средние показатели ГЭБ контрольной группы WSU были также рассчитаны и дали следующие пороги: ВД WSU-контроля — 2,851, НД контроля — 2,443.

Собаки с признаками ДГЭБ

У двух из 10 собак в группе KVTH-CCD ДГЭБ была выше ВД. Возраст собак составлял 12 и 10 лет. Диаметр межталамического сращения составлял 5,373 и 4,09 мм соответственно — меньше по сравнению со средним значением контрольной группы.

Интересно, что ни одна из трёх собак в группе WSU-CCD не была признана демонстрирующей ДГЭБ.

Сравнение показателей ГЭБ

Не было обнаружено значимых различий между средним значением показателя ГЭБ собак с ККД и контрольной группой как для ВД, так и для НД в обоих учреждениях (илл. 3A, B).

Сравнение показателей проницаемости гематоэнцефалического барьера у собак
Илл. 3. Показатели проницаемости гематоэнцефалического барьера при сравнении популяции с когнитивной дисфункцией собак и контрольных собак в (A) Koret Veterinary Teaching Hospital и (B) Washington State University

Даже при рассмотрении подобранной по возрасту контрольной подгруппы значимых различий между показателями ГЭБ групп ККД и контроля отмечено не было.

Межталамическое сращение

У собак с ККД был показан меньший диаметр межталамического сращения, что считается неспецифическим признаком нейродегенеративных процессов. Для KVTH было обнаружено значимое различие между диаметром межталамического сращения собак с ККД (5,64 мм) по сравнению с контрольной группой (7,38 мм) (илл. 2A). Из-за малого количества собак с ККД в WSU сравнения в качестве отдельной группы не проводились. При сравнении диаметра межталамического сращения между собаками с ККД из KVTH (5,64 мм) и подгруппой пожилого контроля KVTH (6,69 мм) статистическая значимость была утрачена. При объединении данных из Koret и WSU значимых различий между группами не было (илл. 2B).

Обсуждение

В данном исследовании мы использовали собственный алгоритм на группе из 28 собак для изучения потенциальной возможности использования изменений проницаемости ГЭБ на МРТ в качестве биомаркера ККД. Мы оценили и количественно определили проницаемость ГЭБ у собак с ККД по сравнению с собаками без ККД с помощью САУ.

В нашем текущем исследовании показатели ГЭБ у собак с предварительным диагнозом ККД значимо не отличались от таковых у нормальных собак контрольной группы.

САУ, основной метод данного исследования, был применён аналогичным образом в предыдущих исследованиях и показал способность повышать процент выявления очагов поражения на сканах головного мозга [12], а также дифференцировать глиомы и менингиомы головного мозга [16].

Отсутствие различий между показателями ГЭБ собак с ККД и контроля как для НД, который является более чувствительным, так и для ВД (считающегося более специфичным), могло быть обусловлено несколькими причинами. Показатель ГЭБ в данном исследовании не рассчитывался для отдельных областей головного мозга. У людей проницаемость ГЭБ была более выражена у мужчин определённого возраста по сравнению с женщинами, но эти различия были выявлены только в поясной и затылочной долях, а не в других областях мозга [17]. В другом исследовании была обнаружена более высокая скорость утечки через ГЭБ в коре пациентов с болезнью Альцгеймера по сравнению со здоровыми людьми, но различий в белом веществе отмечено не было [18]. Будущие исследования должны рассматривать специфические области мозга, связанные с ККД.

Использование нашего алгоритма САУ на данной когорте собак не выявило различий в проницаемости ГЭБ при сравнении молодых собак (до 8 лет) со старыми собаками (12 лет и старше) и не обнаружило корреляции между возрастом и показателем ГЭБ. В противоположность нашим результатам, предыдущие исследования у людей продемонстрировали, что проницаемость ГЭБ увеличивается со временем, что приводит к выявляемой ДГЭБ у пожилых людей по сравнению с молодыми взрослыми [19; 20]. Кроме того, исследование, проведённое на крысах, показало, что как у крыс с БА, так и без БА наблюдалось увеличение водной проницаемости ГЭБ, но было обнаружено, что у крыс с БА оно происходит раньше [21]. Таким образом, нарушение ГЭБ считается частью нормальных процессов старения, которая ускорена у пациентов с БА [22]. Вариабельность продолжительности жизни различных пород могла сыграть роль в наших результатах. У собак когнитивные нарушения предположительно более распространены у мелких пород, поскольку продолжительность их жизни больше [2]. Было высказано предположение, что собаки крупных пород начинают стареть уже в возрасте 6 лет, тогда как мелкие породы — в 10 лет [23]. Исследования в ветеринарной медицине сообщают, что старение отмечается в 8 лет [4] или 11 лет [2]. В нашей группе ККД возрастной порог составлял 9 лет и старше, за исключением одной собаки крупной породы 5 лет, у которой наблюдались прогрессирующие поведенческие изменения в течение 6 месяцев, и никаких патологических находок в головном мозге отмечено не было. Возможно, что, несмотря на распознавание поведенческих изменений, в более пожилой популяции изменения ДГЭБ были бы более выраженными. Наконец, томографы с более высокой напряжённостью поля (>3 Тл) могут быть более чувствительными в обнаружении тонких различий ДГЭБ, которые не были зафиксированы томографами с более низкой напряжённостью, поскольку более высокая напряжённость поля обеспечивает повышенное отношение сигнал/шум, тогда как утечка может быть незначительной [24].

Атрофия межталамического сращения (11, 25) была описана как анатомический признак, коррелирующий с атрофией головного мозга, а не специфически с ККД. В нашем исследовании мы обнаружили меньший диаметр межталамического сращения в группе ККД из Koret по сравнению с контрольной группой. Этот результат согласуется с предыдущими данными, дополнительно подтверждая, что диаметр межталамического сращения может служить подходящим параметром для оценки атрофии головного мозга у собак, страдающих ККД [11; 26]. В данном исследовании была отмечена отрицательная корреляция между диаметром межталамического сращения и возрастом собак; однако разницы не было обнаружено при сравнении собак одного возраста с ККД и без неё. Межталамическое сращение действительно может быть хорошим маркером атрофии головного мозга, достаточно чувствительным для выявления уменьшения объёма мозга у собак при нормальном старении. При объединении данных обоих учреждений мы не обнаружили меньшего диаметра межталамического сращения в группе ККД по сравнению с контрольной группой. Возможно, что объединение информации из двух разных диагностических центров с различной напряжённостью магнитов и, следовательно, разным разрешением, снижает способность измерять с одинаковым уровнем точности. Кроме того, больший размер выборки потенциально ограничил бы данное расхождение.

Применение САУ на сканах головного мозга, полученных на МР-томографах 0,35 Тл и 1,5 Тл, выявило изменения проницаемости ГЭБ, которые не могли быть соотнесены с клиническим проявлением ККД, возрастом или диаметром межталамического сращения. Только две собаки с диагнозом ККД были классифицированы как собаки с ДГЭБ при расчёте показателя ГЭБ с использованием порога интенсивности высокого диапазона. Это может указывать на существование подгруппы собак с ККД, демонстрирующих утечку через ГЭБ, которая может играть или не играть роль в патологическом механизме, ведущем к клиническому синдрому.

Ограничения исследования

Ввиду ретроспективного характера данного исследования и этических соображений наша контрольная группа не включала здоровых собак, а состояла из собак, которым были выполнены МР-сканы головы/головного мозга по клиническим показаниям и которые поступили по причинам, не связанным с когнитивной дисфункцией, и у которых рентгенолог не обнаружил патологии головного мозга. Поскольку контрольные собаки отбирались на основании МР-заключения и отсутствия жалоб, связанных с поведенческими изменениями, ни одна из контрольных собак не была явно обследована на ККД, и мы не можем исключить, что некоторые пожилые собаки демонстрировали лёгкие признаки ККД, не замеченные владельцами, что могло способствовать отсутствию значимых различий.

Кроме того, некоторые собаки с признаками в возрасте, более раннем, чем ожидается для ККД, причём самой значимой была собака с проявлением признаков в возрасте 5 лет, имели нормальные МРТ и спинномозговую жидкость; однако мы не можем исключить возможность наличия у некоторых собак недиагностированного менингоэнцефалита или других микроскопических патологий без биопсии или некропсии головного мозга.

Объединение данных изображений с двух разных МР-томографов с различной напряжённостью магнитов (т.е. 0,35 Тл и 1,5 Тл) затруднительно, и поэтому к нему следует относиться с осторожностью. Кроме того, различная напряжённость магнитов также могла способствовать вариациям измерений и отсутствию значимых результатов.

Различные показатели ГЭБ, рассчитанные в двух наших учреждениях, указывают на то, что мы не можем определить нормальный порог показателей ГЭБ для использования в других исследованиях, и каждое исследование должно рассчитывать свой собственный нормальный пороговый показатель.

САУ является ретроспективным методом анализа проницаемости ГЭБ, основанным только на одной временной точке после контрастирования. Возможно, что большее количество собак как в контрольной группе, так и в группе ККД позволило бы определить более точное значение для лучшей характеристики функции ГЭБ у собак с ККД. На основании данного исследования можно также предположить, что ДГЭБ при ККД слишком незначительна для выявления с помощью САУ, а другая методика, такая как динамическая МРТ с контрастным усилением, могла бы быть более чувствительной для отображения изменений в головном мозге при ККД, и, следовательно, поиск статических поражений/дисфункций должен смениться динамическими исследованиями даже в диагностических целях.

Заключение

В текущем исследовании использование САУ не смогло продемонстрировать значимого повышения проницаемости ГЭБ в нашей небольшой когорте собак с ККД по сравнению с собаками, служившими контролем. Тем не менее, две собаки с ККД действительно продемонстрировали ДГЭБ на основании нашего порога. Многие исследования поддерживают использование ККД в качестве модели БА у людей. Собаки с ККД имеют много общих характеристик с БА человека и могут способствовать инновациям и терапевтическим прорывам для людей. Поэтому модели на грызунах и лабораторных собаках в последнее время заменяются моделями на домашних собаках, которые представляют патофизиологию БА как естественно возникающего заболевания [2; 5]. Учитывая, что нарушение ГЭБ играет роль в патофизиологии многих нейродегенеративных заболеваний [19; 20], существует большая потребность в совершенствовании методов визуализации ГЭБ при нейродегенеративных расстройствах также и у собак. Данное исследование было предварительной попыткой проверить, достаточно ли чувствителен САУ для выявления изменений ДГЭБ в связи с ККД. Будущие исследования должны быть направлены на валидацию этих результатов с использованием САУ на большей группе собак и сравнение с динамическим контрастным анализом изображений (ДКУ-МРТ) как потенциально более чувствительной методикой для выявления и характеристики ДГЭБ при ККД.


Литература
  1. Fast R, Schutt T, Toft N, M0ller A, Berendt M. An observational study with long-term follow-up of canine cognitive dysfunction: clinical characteristics, survival, and risk factors. J Vet Intern Med. (2013) 27:822–9. doi: 10.1111/jvim.12109.
  2. Mihevc SP, Majdic G. Canine cognitive dysfunction and Alzheimer’s disease — two facets of the same disease? Front Neurosci. (2019) 13:604. doi: 10.3389/fnins.2019.00604.
  3. Landsberg GM, Nichol J, Araujo JA. Cognitive dysfunction syndrome: a disease of canine and feline brain aging. Vet Clin N Am Small Anim Pract. (2012) 42:749–68. doi: 10.1016/j.cvsm.2012.04.003.
  4. Stylianaki I, Polizopoulou ZS, Theodoridis A, Koutouzidou G, Baka R, Papaioannou NG. Amyloid-beta plasma and cerebrospinal fluid biomarkers in aged dogs with cognitive dysfunction syndrome. J Vet Intern Med. (2020) 34:1532–40. doi: 10.1111/jvim.15812.
  5. Chapagain D, Range F, Huber L, Viranyi Z. Cognitive aging in dogs. Gerontology. (2018) 64:165–71. doi: 10.1159/000481621.
  6. Chassidim Y, Veksler R, Lublinsky S, Pell GS, Friedman A, Shelef I. Quantitative imaging assessment of blood-brain barrier permeability in humans. Fluids Barriers CNS. (2013) 10:9–8. doi: 10.1186/2045-8118-10-9.
  7. Fefer G, Panek WK, Khan MZ, Singer M, Westermeyer HD, Mowat FM, et al. Use of cognitive testing, questionnaires and plasma biomarkers to quantify cognitive impairment in an aging pet dog population. J Alzheimers Dis. (2022) 87:1367–78. doi: 10.3233/JAD-215562.
  8. Gonzalez-Soriano J, Garcia PM, Contreras-Rodriguez J, Martinez-Sainz P, Rodriguez-Veiga E. Age-related changes in the ventricular system of the dog brain. Ann Anat. (2001) 183:283–91. doi: 10.1016/S0940-9602(01)80236-3.
  9. Kimotsuki T, Nagaoka T, Yasuda M, Tamahara S, Matsuki N, Ono K. Changes of magnetic resonance imaging on the brain in beagle dogs with aging. J Vet Med Sci. (2005) 67:961–7. doi: 10.1292/jvms.67.961.
  10. Su MY, Head E, Brooks WM, Wang Z, Muggenburg BA, Adam GE, et al. Magnetic resonance imaging of anatomic and vascular characteristics in a canine model of human aging. Neurobiol Aging. (1998) 19:479–85. doi: 10.1016/S0197-4580(98)00081-5.
  11. Noh D, Choi S, Choi H, Lee Y, Lee K. Evaluation of interthalamic adhesion size as an indicator of brain atrophy in dogs with and without cognitive dysfunction. Vet Radiol Ultrasound. (2017) 58:581–7. doi: 10.1111/vru.12528.
  12. Hanael E, Baruch S, Chai O, Nir Z, Rapoport K, Ruggeri M, et al. Detection of blood-brain barrier dysfunction using advanced imaging methods to predict seizures in dogs with meningoencephalitis of unknown origin. J Vet Intern Med. (2022) 36:702–12. doi: 10.1111/jvim.16396.
  13. Martens RM, Bechten A, Ingala S, van Schijndel RA, Machado VB, de Jong MC, et al. The value of subtraction MRI in detection of amyloid-related imaging abnormalities with oedema or effusion in Alzheimer’s patients: an interobserver study. Eur Radiol. (2018) 28:1215–26. doi: 10.1007/s00330-017-5022-6.
  14. MATLAB. MATLAB© scripts using MATLAB; (2018). The MathWorks, Inc., Natick, Massachusetts.
  15. RStudio Team. Integrated development environment for R; (2020) PBC, Boston, MA. Available online at: http://www.rstudio.com/.
  16. Hanael E, Baruch S, Chai O, Lishitsky L, Blum T, Rapoport K, et al. Quantitative analysis of magnetic resonance images for characterization of blood-brain barrier dysfunction in dogs with brain tumors. J Vet Intern Med. (2023) 37:606–17. doi: 10.1111/jvim.16654.
  17. Moon Y, Lim C, Kim Y, Moon WJ. Sex-related differences in regional blood-brain barrier integrity in non-demented elderly subjects. Int J Mol Sci. (2021) 22:2860. doi: 10.3390/ijms22062860.
  18. Van De Haar HJ, Jansen JFA, Jeukens CRLPN, Burgmans S, Van Buchem MA, Muller M, et al. Subtle blood-brain barrier leakage rate and spatial extent: considerations for dynamic contrast-enhanced MRI. Med Phys. (2017) 44:4112–25. doi: 10.1002/mp.12328.
  19. Montagne A, Barnes SR, Nation DA, Kisler K, Toga AW, Zlokovic BV, et al. Imaging subtle leaks in the blood-brain barrier in the aging human brain: potential pitfalls, challenges, and possible solutions. Geroscience. (2022) 44:1339–51. doi: 10.1007/s11357-022-00571-x.
  20. Senatorov VV, Friedman AR, Milikovsky DZ, Ofer J, Saar-Ashkenazy R, Charbash A, et al. Blood-brain barrier dysfunction in aging induces hyperactivation of TGFp signaling and chronic yet reversible neural dysfunction. Sci Transl Med. (2019) 11:8283. doi: 10.1126/scitranslmed.aaw8283.
  21. Dickie BR, Boutin H, Parker GJM, Parkes LM. Alzheimer’s disease pathology is associated with earlier alterations to blood-brain barrier water permeability compared with healthy ageing in TgF344-AD rats. NMR Biomed [Internet]. (2021) 34:e4510. doi: 10.1002/nbm.4510.
  22. van De Haar HJ, Burgmans S, Jansen JFA, Van Osch MJP, Van Buchem MA, Muller M, et al. Blood-brain barrier leakage in patients with early Alzheimer disease. Radiology. (2016) 281:527–35. doi: 10.1148/radiol.2016152244.
  23. Vikartovska Z, Farbakova J, Smolek T, Hanes J, Zilka N, Hornakova L, et al. Novel diagnostic tools for identifying cognitive impairment in dogs: behavior, biomarkers, and pathology. Front Vet Sci. (2021) 7:551895. doi: 10.3389/fvets.2020. 551895.
  24. Canjels LPW, Jansen JFA, van den Kerkhof M, Alers RJ, Poser BA, Wiggins CJ, et al. 7T dynamic contrast-enhanced MRI for the detection of subtle blood-brain barrier leakage. JNeuroimaging. (2021) 31:902–11. doi: 10.1111/jon.12894.
  25. Dewey CW, Rishniw M, Johnson PJ, Davies ES, Sackman JJ, O’Donnell M, et al. Interthalamic adhesion size in aging dogs with presumptive spontaneous brain microhemorrhages: a comparative retrospective MRI study of dogs with and without evidence of canine cognitive dysfunction. PeerJ. (2020) 8:e9012. doi: 10.7717/peerj.9012.
  26. Hasegawa D, Yayoshi N, Fujita Y, Fujita M, Orima H. Measurement of interthalamic adhesion thickness as a criteria for brain atrophy in dogs with and without cognitive dysfunction (dementia). Vet Radiol Ultrasound. (2005) 46:452–7. doi: 10.1111/j.1740-8261.2005.00083.x.

Источник: Front. Vet. Sci. 12:1572286. doi: 10.3389/fvets.2025.1572286. © 2025 Merbl, Mondrus, Hanael and Shamir. This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.

2026

Slide
Реклама. ООО «ВАРТЕХ» ИНН 7801690817 erid: F7NfYUJCUneVeSqokwKs

[wpforms id="189076" title="false"]

Мы знаем, что для вас важно получать актуальную информацию в удобном для вас виде и формате. Не забудьте подписаться на удобные для вас каналы Zooinform.ru

Вход через Яндекс ID — webseed.ru