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2004: vol. 8, núm. 2, pp. 23-28
REVISTA MÉDICA INTERNACIONAL SOBRE EL SÍNDROME DE DOWN
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Original
Estudio del metabolismo cerebral de glucosa
mediante Tomografía por Emisión de Positrones (PET)
en pacientes con síndrome de Down*
Marc Simó1, José Ramón García1, Isabel Hernádez2, Ana Escanilla2,
Mercè Boada2, Francisco Lomeña1
1
CETIR Unidad PET.
2
Fundación ACE.
Correspondencia:
Dr. Marc Simó
CETIR UNITAT PET
Josep Anselm Clavé, 100
Esplugues de Llobregat 08950
Barcelona, España
E-mail: msimo@cetir .es
Artículo recibido: 13.04.04
Resumen
El objetivo de este trabajo es estudiar el metabolismo cerebral de glucosa mediante la Tomografía por Emisión de Positrones (PET) de personas con síndrome de Down (SD) con o sin
demencia asociada. Se estudiaron 10 individuos
con SD (5 hombres y 5 mujeres) mediante PETFDG: 4 pacientes con SD sin evidencia de demencia (edad media: 47 años) y 6 con deterioro cognitivo tipo Alzheimer (edad media: 49 años.) El
grupo control lo formaban 6 enfermos con tumores sólidos extracraneales y con Resonancia Magnética (RM) cerebral normal. Las medidas de preparación fueron un ayuno de 4 a 6 horas y una
glucemia <140 mg/dL. Se obtuvieron imágenes
tomográficas de emisión del encéfalo y corregidas
por atenuación 30 minutos tras la administración
de FDG (0,125 mg/kg) con un PET Advance Nxi
(GEMS). El análisis de las imágenes PET lo efectuaron de forma visual tres médicos especialistas.
Se evaluó la distribución y las alteraciones regionales del metabolismo de la 18Fluorodeoxiglucosa
*
(18FDG) en las distintas estructuras corticales del
encéfalo, y se comparó la captación cortical global del trazador con respecto a los ganglios basales.
Los pacientes con SD y demencia presentan un
hipometabolismo temporoparietal posterior bilateral que no aparece en los pacientes con SD sin demencia ni en los controles.
Puede concluirse que los individuos jóvenes
con SD y demencia muestran alteraciones del metabolismo cerebral muy parecidas a las de los enfermos seniles con Alzheimer. En esta pequeña
muestra, el PET con FDG puede diferenciar entre
pacientes con SD con y sin demencia.
Palabras clave: Demencia. Imagen. Síndrome de
Down. Tomografía por Emisión de Positrones.
Evaluation of the glucose cerebral metabolism
with Positron Emission Tomography in subjects
with Down syndrome
Este trabajo ha sido presentado en los siguientes congresos:
— XXIV Congreso Nacional de Medicina Nuclear. Zaragoza. Junio 2003
«Alteraciones del metabolismo cerebral de glucosa en pacientes con síndrome de Down y demencia progresiva»
— SNM 50th American Annual Meeting. Nueva Orleans, Estados Unidos, junio 2003
«Cerebral glucose metabolism abnormalities in patients with Down syndrome and progressive dementia»
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Abstract
The aim of the study was to assess the regional
brain glucose metabolism in patients with Down
syndrome (DS), with and without clinical
symptoms of dementia.
Ten patients with a DS were studied using
FDG-PET: Four patients (mean age 47 years),
without clinical evidence of dementia and six
patients (mean age: 49 years) with clinical
evidence of progressive dementia. Six patients
with extracraneal solid tumors and with normal
cerebral Magnetic Ressonance Images (MRI) were
used as control group. After fasting (4-6 hours;
serum glucose < 140 mg/dL), 0.125 mCi/Kg of
18
Fluordeoxiglucose (18FDG) were injected, and
30 min later, emission and transmission images
were acquired in an Advanced Nxi scanner
(GEMS). Attenuation corrected images for each
patient were visually interpreted by three
experienced physicians.
The analysis of FDG PET scans was visual, in
which side-by-side asymmetries were assessed,
and cortical metabolism was compared to the other
structures as basal ganglia.
Patients with DS and dementia group showed a
marked bilateral hypometabolism of the parietal
and temporal lobes. These patterns did not appear
in control and DS patients without dementia.
We can conclude that our young patients with
DS and dementia had the same regional cerebral
glucose metabolism abnormalities than the
patients with senile Alzheimer’s disease. In our
short sample, FDG-PET can differentiate DS
patients with and without dementia.
Keywords: Dementia. Down Syndrome. Imaging.
Positron Emission Tomography.
Introducción
El síndrome de Down (SD) es la alteración genética más frecuente que produce retraso mental.
Las alteraciones neuropsicológicas asociadas a
este síndrome van desde el déficit de lenguaje,
hasta una demencia cognitiva tipo Alzheimer
(DTA). En la práctica clínica, dadas las alteraciones neurológicas asociadas al propio SD, es difícil
detectar de manera precoz a aquellas personas que
desarrollan una DTA.
Numerosos trabajos han demostrado la utilidad
de la Tomografía por Emisión de Positrones (PET)
con [18F]fluorodeoxiglucosa (18FDG) en la carac-
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terización y diferenciación de las distintas clases
de trastornos cognitivos. Así, en la demencia tipo
Alzheimer se ha descrito un patrón de hipometabolismo del córtex temporoparietal posterior. Este
mismo patrón también parece manifestarse en los
enfermos con SD y demencia.
El objetivo de este trabajo era estudiar el metabolismo cerebral de glucosa de los pacientes con
SD mediante PET y evaluar la capacidad de esta
técnica para diferenciar a los que presentan o no
demencia.
Pacientes y método
Se han evaluado un total de 10 individuos con
síndrome de Down (5 hombres y 5 mujeres): en el
grupo había cuatro pacientes con SD sin evidencia
de demencia («Early Signs of Dementia Checklist» [ESDCH]:5.7; «Dementia Questionary for
Persons With Mental Retardation» [DMR]:15.5,
DMR cognitivo: 11.5; «Mini-mental State Examination» [MMSE]: 11.7; «Severe Impairment Battery» [SIB]: 77.2) y seis pacientes con deterioro
cognitivo tipo Alzheimer (ESDCH:12.2; DMR:
40.4, DMR cognitivo: 23.3; MMSE: 9.3; SIB:
66.5). Tres de estos últimos estaban recibiendo tratamiento médico oral con inhibidores de la acetilcolinesterasa (Donepezilo). La edad media del
grupo era 49,5 años (con un intervalo de edad de
entre 42 y 56 años). Nueve pacientes presentaban
clínicamente y por tests neuropsicológicos un retraso mental de características moderadas, y uno de
características leves (Tabla 1). Como grupo control
se utilizó el de seis enfermos con tumores sólidos
extracraneales (3 hombres y 3 mujeres); 3 con cáncer de colon, 2 con cáncer papilar de tiroides y 1
con cáncer de endometrio, con edades comprendidas entre 44 y 53 años (edad media: 46 años). Estas
personas no presentaban síntomas ni signos neurológicos de trastorno cognitivo, y tenían una Resonancia Magnética (RM) cerebral normal.
Las medidas de preparación previas a la realización del estudio PET fueron un ayuno mínimo de
entre 4 y 6 horas y unos niveles de glucemia inferiores a 140 mg/dL. La dosis media administrada
de 18FDG era de 7,3 mCi (5,8-8,6) Se calculó según la fórmula “0,125 mCi de 18FDG por kilogramo de peso”. La dosis se inyectó vía endovenosa por una vena periférica del brazo. Una vez
administrado el radiotrazador todos los enfermos
esperaban en reposo y con los ojos cerrados durante un período de tiempo no inferior a treinta minutos (es importante reducir al máximo la estimu-
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Tabla 1:
Características de los pacientes con síndrome de Down
Nombre
Sexo
Edad
Orientación
diagnóstica
Tratamiento Nivel de retraso
Donepezilo
mental
Enfermedades
asociadas
VPB
H
52
Control
No
Moderado
Miopía, bradicardia,
depresión
MIG
H
53
Control
No
Moderado
Bronconeumopatía
crónica
JMD
H
42
Control
No
Moderado
Estrabismo,
hipoacusia
BGF
M
42
Control
No
Moderado
Miopía
ALL
M
44
EA
No
Moderado
Estrabismo, vitiligo
MSF
M
49
EA
No
Moderado
Faquectomía
LIH
M
55
EA
No
Moderado
Bradicardia
AFF
M
56
EA
Sí
Moderado
JSR
H
56
EA
Sí
Moderado
AVT
H
46
EA
Sí
Leve
Hiperuricemia
Glaucoma, cataratas,
ansiedad
EA: enfermedad de Alzheimer; H: hombre; M: mujer.
lación visual para evitar una captación exagerada
del trazador en el córtex occipital). Ningún enfermo requirió medidas de sedación ni de anestesia.
Los estudios PET se hicieron con un tomógrafo
PET dedicado Advance Nxi (GEMS).
Se obtuvieron imágenes tomográficas de emisión del encéfalo corregidas por atenuación, con
una matriz de 128 x 128. Los tiempos de emisión y
transmisión fueron de 15 y 5 minutos, respectivamente. Las imágenes obtenidas fueron reconstruidas y procesadas mediante una estación SUN
(SUN Microsystems, Mountain View, California,
USA). La reconstrucción de los estudios se realizó
mediante métodos iterativos, con correcciones por
«scatter» y «decay». Las imágenes se presentaron
en cortes coronales, sagitales y transversales. El
análisis de las imágenes PET fue efectuado forma
visual por tres médicos especialistas.
Se evaluó el grado de captación global del trazador, así como la distribución y las alteraciones
regionales del metabolismo de la 18FDG en las distintas estructuras corticales del encéfalo. También
se comparó la captación cortical global del trazador con respecto a los ganglios basales.
Resultados
Todos los estudios PET se hicieron sin anestesia ni sedación, y se obtuvieron imágenes de buena
calidad en todos ellos. Dos enfermos no fueron capaces de mantener los ojos cerrados durante el período de incorporación del trazador, lo que provocó una intensa captación de la FDG en el córtex
visual occipital, lo que, sin embargo, no dificultó
la interpretación de las imágenes PET en el resto
del encéfalo ni infraestimó la valoración de las re-
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giones temporoparietales posteriores. El análisis
visual de las imágenes PET mostró cómo la mitad
de los pacientes con SD tenían encéfalos más reducidos que los del grupo control. Eso podría
guardar relación con la microcefalia descrita en estos pacientes cuando se mide el volumen del encéfalo mediante sistemas de RM de alta resolución.
En cualquier caso, en dos pacientes se observó una
discreta asimetría interhemisférica.
Cinco de los diez pacientes estudiados (50%)
tenían una captación cerebral global de glucosa
aparentemente conservada. Los otros cinco tenían
una captación cerebral globalmente disminuida
con respecto al grupo control, tres de características ligeras, uno de intensidad moderada y otro de
intensidad grave. Este último enfermo mostraba
signos claros de una demencia tipo Alzheimer
avanzada.
Los pacientes enfermos con SD y demencia demostraron un hipometabolismo del córtex parietal
y temporal posterior (Fig. 1). Dicho hipometabolismo era de intensidad leve en tres pacientes, moderado en dos e intenso en uno de ellos. Esta re-
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ducción de la captación del trazador fue unilateral
en dos pacientes y bilateral en cuatro, y de características asimétricas en tres pacientes. En uno de
ellos, el hipometabolismo temporoparietal se extendía de forma asimétrica hacia las regiones temporales anteriores y el córtex frontal izquierdo.
Este paciente sufría una demencia de tipo Alzheimer avanzada.
Tres de los cuatro pacientes (75%) con SD y sin
signos clínicos de demencia presentaban un metabolismo de la glucosa conservado en el córtex temporoparietal posterior bilateral. El otro paciente con
SD y sin demencia mostraba un discreto adelgazamiento asimétrico de la región parietal posterior.
Este hallazgo podría carecer de significado clínico
y deberse a otro tipo de alteración neurológica, o
bien tratarse de un estadio preclínico o presintomático de una demencia de tipo Alzheimer. No disponemos del seguimiento clínico de este paciente, por
lo que desconocemos si esta persona ha desarrollado con posterioridad algún tipo de trastorno cognitivo. De forma visual no se pudo diferenciar a los
pacientes con SD y demencia que recibían tratamiento médico con inhibidores de la acetilcolinesterasa. Probablemente, una valoración más precisa
de estas regiones mediante métodos cuantitativos
podría diferenciar a ambas poblaciones.
Por otro lado, hemos observado en seis de las
diez personas estudiadas una distribución irregular
y discretamente asimétrica de la FDG en las demás
regiones cerebrales. Estos hallazgos podrían guardar relación con las alteraciones del desarrollo y de
los trastornos del lenguaje y de la memoria que
presentan estos pacientes.
Discusión
Figura 1: Estudio de Tomografía por Emisión de Positrones en
un paciente con síndrome de Down y demencia: las imágenes coronales muestran un hipometabolismo temporoparietal posterior bilateral.
El SD tiene una incidencia de aproximadamente 1 de cada 800 nacimientos. Esta alteración
cromosómica se asocia a patologías neuropsicológicas que van desde el retraso mental hasta las alteraciones de memoria y de lenguaje. Desde el
punto de vista neuropatológico se han descrito alteraciones histológicas características de la enfermedad de Alzheimer en prácticamente todas las
personas con SD después de la tercera década de la
vida (1). Sin embargo, sólo un pequeño porcentaje
de estos desarrollará síntomas clínicos de demencia. Comparado con la demencia de los adultos,
este deterioro cognitivo se manifiesta en las personas con SD en edades más jóvenes. Desde el punto
de vista social y médico, es fundamental detectar y
diferenciar de forma precoz a los enfermos con
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riesgo de desarrollar una probable DTA. En este
sentido, una correcta anamnesis, la exploración física y los tests neuropsicológicos desempeñan un
papel importante en la evaluación inicial de esta
enfermedad. No obstante, dadas las características
especiales de este grupo de población, los tests
neuropsicológicos habituales no siempre son del
todo fiables. Un estudio reciente muestra como
únicamente un 23 % de las personas con SD y con
una puntuación inferior a 24 puntos en el test «Minimental» acabaron desarrollando una DTA. Por
ello se han generado diversos tipos de tests neuropsicológicos, con una mayor participación de tareas conductuales, más útiles en la evaluación de la
demencia para personas con retraso mental (2,3).
Sin embargo, su utilidad y especificidad merecen
una discusión más amplia que nos aleja del objetivo de este trabajo.
Las técnicas de imagen también podrían tener
un papel importante en la caracterización y detección precoz de los distintos tipos de demencias.
Con todo, teniendo en cuenta la baja sensibilidad y especificidad de la tomografía computada
(TC) y de la RM convencionales en el diagnóstico
de la DTA, éstas sólo se utilizan de forma rutinaria
para valorar el grado de atrofia cortical y para descartar causas secundarias de demencia como los
tumores, la patología vascular o la hidrocefalia
normotensiva. Los sistemas de cuantificación de la
atrofia del lóbulo medial del temporal y del hipocampo, con técnicas de RM de alta resolución, han
demostrado una mayor sensibilidad para diferenciar a los enfermos con DTA de los individuos seniles no dementes (4).
También se ha empleado la RM para estudiar
las alteraciones estructurales cerebrales asociadas
al SD. Se ha descrito una reducción global del volumen del encéfalo con una disminución desproporcionada de los hemisferios cerebelosos, del lóbulo frontal y del hipocampo (5). Sin embargo, se
ha descrito un mayor grado de atrofia de la amígdala en los enfermos con SD y demencia con respecto a los enfermos sin demencia (6).
La PET con 18FDG es una técnica de medicina
nuclear capaz de medir in vivo el metabolismo cerebral regional de glucosa. Desde su introducción
en la práctica clínica, numerosos trabajos han demostrado su utilidad en la caracterización y diferenciación de los diversos tipos de deterioro cognitivo, sobre todo para diferenciar la DTA de la
demencia vascular, la demencia de cuerpos de
Lewy y la depresión. El patrón característico para
PET de DTA es el de un hipometabolismo del córtex temporoparietal bilateral posterior con capta-
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ción conservada de los ganglios basales, tálamo,
cerebelo y del córtex sensitivomotor. La disminución del metabolismo en estas regiones traduce una
reducción de la sinapsis neuronal o muerte celular.
Este hipometabolismo puede ser inicialmente asimétrico y unilateral. En fases más avanzadas de la
enfermedad puede afectar a ambas regiones bilaterales y extenderse anteriormente hacia las regiones
temporales anteriores y frontales. Aunque este patrón no es específico de la DTA, su valoración juntamente con el resto de datos diagnósticos ayuda a
apoyar o descartar la sospecha clínica inicial. En
general, la intensidad y extensión del hipometabolismo de la PET son más marcados que la hipoperfusión temporoparietal descrita por el SPECT y tienen una mayor correlación con la intensidad clínica
de la demencia (7). Diferentes estudios han demostrado cómo la PET con FDG podría ser útil en el
diagnóstico de la DTA en fases iniciales de la enfermedad o incluso en fases preclínicas o presintomáticas. Así, Drzezga y colaboradores hicieron un
estudio PET con FDG basal en 15 enfermos diagnosticados de deterioro cognitivo leve. Seis de los
enfermos progresaron hacia una probable DTA a
los doce meses de seguimiento. Las seis personas
mostraban una mayor reducción de la región temporoparietal en el estudio PET inicial (8). Esto podría ser de vital importancia en los enfermos con
riesgo genético aumentado de DTA, como los individuos con la apolipoproteína E4. Dados estos resultados, distintos autores han sugerido que la PET
también podría ser útil en la detección precoz y caracterización de la DTA en los enfermos con SD
(9). Estos trabajos concuerdan con nuestros hallazgos, que muestran una reducción de la captación de
la 18FDG en las regiones temporoparietales posteriores en enfermos con SD y DTA con respecto a
los pacientes con SD y sin demencia, similar a la
descrita en los enfermos seniles con DTA (10, 11,
12, 13). Creemos que la reducción global de la captación de 18FDG respecto al grupo control descrita
en 4 de los 10 enfermos estudiados podría estar relacionada con la propia DTA o bien con la disminución progresiva del metabolismo de la 18FDG
que presentan los pacientes con SD.
La discreta asimetría interhemisférica descrita
en dos pacientes con SD no concuerda con las alteraciones morfológicas descritas en estudios previos con RM. Aún así, las alteraciones funcionales
no siempre guardan relación con las alteraciones
morfológicas. Además, se trata de dos poblaciones
diferentes y de un grupo reducido de enfermos.
En este trabajo no hemos podido establecer mediante análisis visual diferencias significativas en
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los pacientes con SD y demencia que reciben tratamiento médico con inhibidores de la acetilcolinesterasa. Este trabajo demuestra en enfermos con
SD y demencia las mismas alteraciones del metabolismo cerebral que los enfermos seniles con Alzheimer.
En este reducido grupo de enfermos, la PET
con FDG puede diferenciar a los que cursan con o
sin demencia.
17.
18.
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