Orientador: Prof. Dr. Hélio Afonso G. TeiveCoorientador: Prof. Dr. Arnolfo de Carvalho NetoTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Medicina Interna. Defesa : Curitiba, 05/12/2014Inclui referências : f. 38-44Resumo: A Ataxia de Friedreich (AF) é a ataxia hereditária mais comum entre as ataxias recessivas. Um dado consistente encontrado nos pacientes com AF é o achado de atrofia de medula cervical visualizada através da análise das imagens de Ressonância Magnética (RM). Apesar disso, exames neuropatológicos nos pacientes com AF revelam perda neuronal em núcleos de substância cinzenta e degeneração dos tratos de substância branca localizados na medula espinhal, no tronco e no cerebelo. Usando a imagem de tensor de difusão (DTI) e a estatística espacial baseada em análise de tratos (TBSS) testamos a hipótese de que o dano de substância branca nos pacientes com AF é muito mais extenso do que previamente descrito e que provavelmente envolve regiões que aparentemente são consideradas normais nos exames de imagem convencionais. Investigou-se também possíveis diferenças existentes entre a espessura cortical cerebral e os volumes corticais e subcorticais cerebelares dos pacientes com AF e o grupo controle. Este estudo transversal incluiu 21 pacientes geneticamente positivos para a expansão da AF e 17 casos controle que submeteram-se a exame de RM cerebral com scanner de 1,5T. Quantificamos a gravidade da ataxia usando a escala para avaliação e graduação da ataxia (SARA). As imagens de tensor de difusão foram realizadas e os dados de difusão foram analisados através do Toolbox FMRIB's no FSL 4.1 com objetivo de identificar os decréscimos na fração de anisotropia (FA) em regiões específicas cerebrais e também quantificar as difusividades média, axial e radial (MD, AD, RD) nos pacientes. A reconstrução cortical e a segmentação volumétrica foram realizadas utilizando a versão 4.0.5 do Freesurfer. O maior decremento de FA foi encontrado no pedúnculo cerebelar inferior esquerdo, radiação talâmica posterior, fórceps maior, fascículos fronto-occiptal inferior esquerdo e corpo caloso, com nível de significância de p<0.01. Nenhuma correlação significativa foi estabelecida entre os valores de FA, AD, MD, RD e os achados clínicos, escore da SARA e as expansões genéticas. Os pacientes com AF apresentaram redução na espessura cortical do giro pré central esquerdo (p<0.05), nos volumes subcorticais de substância branca cerebelar bilateral (p<0.05), e diferenças significativas nas medidas do córtex cerebelar bilateral. Houve uma forte correlação entre os maiores escores da SARA e os menores valores de p para o volume de substância branca pela análise de superfície, mas não houve positividade na correlação da SARA com as alterações de espessura cortical. As técnicas de DTI e TBSS claramente demonstram um envolvimento cerebral e cerebelar nos pacientes com AF, parcialmente explicando o fenótipo clínico da doença. Relatamos aqui importantes achados de neuroimagem tanto cerebrais quanto cerebelares utilizando técnicas para mensuração de espessura cortical cerebral e volumes corticais e subcorticais cerebelares nos pacientes com AF. Estes achados sugerem uma disfunção neuronal muito maior do que previamente relatada. Estudos posteriores com amostras mais significativas são necessários na tentativa de correlações entre exames de imagem, quadro clínico, escalas de avaliação de ataxia e alterações genéticas Palavras-chaves: Ressonância Magnética; Ataxia de Friedreich; Imagem de Tensor de Difusão; Estatística espacial baseada na análise de tratos; Espessura cortical cerebral; Volumes corticais e subcorticais.Abstract: Friedreich's ataxia (FRDA) is the most common hereditary ataxia and thinning of the cervical spinal cord is a consistent observation in Magnetic resonance imaging (MRI), alt-hough neuropathological examination in FRDA reveals neuronal loss in gray matter (GM) nuclei and degeneration of white matter (WM) tracts in the spinal cord, brainstem and cere-bellum. Using diffusion-tensor (DTI) imaging and tract-based spatial statistics (TBSS) we tested the hypothesis that WM damage in FRDA is more extensive than previously described and probably involves normal-appearing WM. We also investigated possible differences in cerebral cortical thickness and cerebellar cortical and subcortical volumes between FRDA patients and controls. This transversal study included 21 genetically confirmed FRDA pa-tients and seventeen controls that underwent structural MRI of the brain on a 1.5 T scanner. We quantify the severity of ataxia using SARA scale. DTI was performed and diffusion data were analyzed using FMRIB's Diffusion Toolbox in FSL 4.1 in order to identify Fractional anisotropy (FA) decreases in specific brain regions and also the mean, radial and axial diffu-sivities (MD, RD, AD). Cortical reconstruction and volumetric segmentation were performed using FreeSurfer version 4.0.5. The greatest decreases in FA were in the left superior cerebel-lar peduncle, left posterior thalamic radiation, major forceps, left inferior fronto-occipital fasciculus and corpus callosum and had a significance level of p < 0.01. No significant corre-lation between FA, AD, MD and RD values and the clinical findings, SARA scores and ge-netic expansion was found. FRDA patients had reduced cortical thickness in the left precen-tral gyrus (p<0.05), lower subcortical volume in the left and right cerebellar WM (p<0.05) and significant differences in the left and right cerebellar cortex. There was a strong correla-tion between a higher SARA score and lower surface-based WM volume p values, but no positive correlation between precentral cortical thickness and SARA score. DTI and TBSS techniques clearly demonstrate the extensive cerebral and cerebellar involvement in FRDA, partially explaining the clinical phenotype of the disease . We also have reported important brain and cerebellar neuroimaging findings using techniques for measuring brain cortical thickness and cerebellar cortical and subcortical volumes in FRDA patients. These findings suggest that FRDA involves a more widespread neuronal dysfunction than previously thought. Further studies are needed with larger samples to correlate clinical, genetic findings and ataxia scores with the imaging findings. Keywords: Magnetic Resonance; Friedreich ataxia; Diffusion Tensor Imaging; Tract-based spatial statistics; Brain Cortical Thickness; Cortical and Subcortical volumes
