Die Entwicklung einer neuen Verarbeitungspipeline für mGluR5- und GABAA-Rezeptor-spezifische parametrische PET-Atlanten
25. Januar 2022
Nicolas Kaulen, Ravichandran Rajkumar, Claudia Régio Brambilla, Jörg Mauler, Shukti Ramkiran, Linda Orth, Hasan Sbaihat, Markus Lang, Christine Wyss, Elena Rota Kops, Jürgen Scheins, Bernd Neumaier, Johannes Ermert, Hans R. Herzog Karl-Joseph Langen, Christoph Lerche, N. Jon Shah, Tanja Veselinović and Irene Neuner
Aktuelle Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die Glutamat- und γ-Aminobuttersäure-Neurorezeptor-Subtypen mGluR5 und GABAA eine wesentliche Rolle bei der Entstehung einer Vielzahl psychiatrischer Erkrankungen spielen. Detaillierte Informationen über ihre In-vivo-Verteilung sind jedoch selten. Karten dieser Verteilungen könnten sowohl in klinischen Studien, als Referenz für die normale Verteilung von Neurorezeptoren, als auch als Kovariaten in fortgeschrittenen Studien der funktionellen Magnetresonanztomographie nützlich sein.
Auf der Grundlage von Daten gesunder Probanden stellt diese Studie eine umfassende Verarbeitungspipeline für die Erstellung von Karten vor, die die Verteilung von mGluR5 und GABAA im Gehirn zeigen. Die Anwendbarkeit der vorgeschlagenen Pipeline wurde anhand von zwei Radioliganden getestet, für die keine etablierten Rezeptoratlanten oder Aktivitätskonzentrationsvorlagen verfügbar waren: [11C]ABP688 (3-(6-methyl-pyridine-2-ylethynyl)-cyclohex-2-enone-O-[11C]methyloxime) and [11C]Flumazenil.
Nach der Validierung durch Bewertung des prozentualen Fehlers δ der parametrischen Werte vom transformierten Raum zum nativen Raum in einer Auswahl von Hirnregionen wurde festgestellt, dass die durchschnittlichen Abweichungen δABP=3,0±1,0% und δFMZ=3,8±1,4% niedriger sind als die erwarteten Variabilitäten σ der Tracer (σABP=4,0%-16,0%, σFMZ = 3,9%-9,5%). Außerdem zeigte eine Auswertung von PET-zu-PET-Registrierungen auf der Grundlage der neuen Karten eine höhere Registrierungsgenauigkeit im Vergleich zu Registrierungen auf der Grundlage des üblicherweise verwendeten [15O]H2O-Templates, das in SPM12 enthalten ist.
Aufgrund dieser vielversprechenden Ergebnisse ist zu erwarten, dass die gewonnenen Karten für die weitere Erforschung der Rolle von mGluR5 und GABAA im gesunden und kranken Gehirn verwendet werden können. Darüber hinaus hat die vorgestellte Pipeline das Potential zu einem nützlichen Werkzeug für die Konstruktion standardisierter PET-Datenverteilungen zu werden.
Originalpublikation: mGluR5 and GABAA Receptor Specific Parametric PET Atlas Construction - PET/MR Data Processing Pipeline, Validation and Application
Die im Zuge dieser Studie erstellten Rezeptorverteilungen können unter folgendem link abgerufen werden: In-vivo mGluR5 and GABAA Receptor Specific Parametric PET Atlas of the Human Brain