In 2017 is het SMA Expertisecentrum van het UMC Utrecht gestart met een studie, waarin verder onderzoek werd gedaan naar SMA met behulp van een MRI-scan van de spieren en het ruggenmerg. Dit onderzoek is inmiddels afgerond. In dit artikel bespreken we nogmaals kort het doel van het onderzoek, de werking van MRI en de uitkomsten.
Spinale spieratrofie (SMA) is een ziekte waarbij de spieren steeds zwakker worden doordat zenuwcellen in het ruggenmerg verloren gaan. SMA wordt veroorzaakt door het ontbreken van het SMN1-gen, waardoor er minder SMN-eiwit wordt gemaakt in het lichaam. Het SMN-eiwit is belangrijk voor verschillende soorten cellen van het zenuwstelsel. Hoewel mensen met SMA allemaal hetzelfde gen missen en daarmee dezelfde ziekte hebben, is het beloop van de ziekte voor ieder verschillend. Door SMA en het tekort van het SMN-eiwit op het lichaam te onderzoeken, hopen we meer over de ziekte te leren.
De MRI: Magnetic Resonance Imaging
Om de structuur van spier en ruggenmerg in kaart te brengen, hebben we gebruikt gemaakt van MRI-technieken. MRI wekt met een sterk magneetveld en radiogolven, bepaalde signalen in het lichaam op. Door een computer worden deze signalen omgezet in beelden. Elk soort weefsel heeft een uniek signaal wanneer het in de MRI-scan wordt onderzocht. Hierdoor kunnen weefsels goed van elkaar onderscheiden worden en kunnen we bijvoorbeeld het ruggenmerg en de spier bekijken en onderzoeken van buitenaf. Bij MRI wordt er geen gebruik gemaakt van (schadelijke) röntgenstraling. MRI-golven zijn pijnloos en niet schadelijk voor het lichaam.
Doel van het onderzoek
Er is in het verleden weinig onderzoek gedaan met MRI bij SMA. MRI-technieken hebben zich inmiddels technisch flink doorontwikkeld, waardoor we meer informatie uit de beelden kunnen halen dan vroeger. Bij andere spierziektes is met de nieuwe MRI-technieken wel eens gekeken naar de spieren, maar bij SMA is dit nog niet eerder gedaan. Het onderzoek had daarom twee doelstellingen:
- Een zo compleet mogelijk beeld van SMA schetsen met MRI; dit betekent dat we een zo groot mogelijke groep mensen met SMA van verschillende leeftijden, type SMA en ziekteduur hebben onderzocht met de nieuwste MRI-technieken.
- Onderzoeken of de nieuwe MRI-technieken gevoelig genoeg zijn om nog eerder een verandering te ontdekken, dan wij zelf met testen van de spierkracht of beweging kunnen. We onderzoeken daarmee of we MRI kunnen gebruiken om iets te zeggen over het ziektebeloop van SMA en daarmee of MRI een geschikte techniek is om bijvoorbeeld het effect van toekomstige behandelingen te meten.
Uitkomsten van het onderzoek
We beschrijven de uitkomsten van het onderzoek aan de hand van bovenstaande doelstellingen.
1. SMA beschrijven met MRI
In totaal hebben 31 mensen van alle leeftijden met SMA type 2 en type 3 meegedaan; de jongste deelnemer was 7 jaar en de oudste 73 jaar. We hebben ook 20 mensen zonder SMA van zoveel mogelijk dezelfde leeftijden als de deelnemers gescand, zogenaamde ‘controles’, om mee te vergelijken.
Het MRI-onderzoek bestond uit drie verschillende soorten beeldenreeksen; om (1) de hoeveelheid vet, (2) eventuele ontsteking en (3) de microstructuur van de spieren in het bovenbeen in kaart te brengen. We bespreken nu per reeks de uitkomsten.
- Hoeveelheid vet
Bij SMA worden spieren dunner (spieratrofie) en komt er vet in de plaats van waar spier zat. Het meten van de hoeveelheid vet in een spier geeft dus een beeld van welke mate de spier is aangedaan. De nieuwe MRI-techniek kan meten hoeveel procent van de spier uit vet bestaat. Normaal is er maar een klein beetje vet aanwezig in de spier (8%), maar bij de spierziekte SMA bestaan de spieren gemiddeld voor 48% van het spiervolume uit vet. Mensen met type 2 hadden meer vervetting van de spieren dan mensen met type 3. We zagen ook dat sommige spieren juist een lager vetpercentage hadden, en pas in een laat stadium van de ziekte toenemen in vetpercentage. Dit is ook wel eens in andere studies gezien maar we weten nog niet goed waarom de ene spier meer aangedaan is dan de ander. Hopelijk komen we hier door verder onderzoek meer over te weten. De MRI-techniek lijkt een nauwkeurig meetinstrument en zou ingezet kunnen worden om het effect van toekomstige behandelingen te meten.
- Eventuele ontsteking van de spieren
We hebben geen aanwijzingen gevonden dat er ontsteking van de spieren speelt bij SMA. Dit is wel het geval bij andere spierziektes.
- Microstructuur van de spieren
We hebben verschillende aanwijzingen gevonden voor atrofie van de spiercellen (het krimpen van cellen). Spieratrofie is een bekend fenomeen bij SMA (de ziekte heet daarom ook spinale spieratrofie), en dit is te zien op spierbiopten. Dat we dit nu ook kunnen afleiden met MRI is een belangrijke bevinding; als je het effect van toekomstige behandelingen zou willen meten, bijvoorbeeld of spieren ‘gezonder’ worden en dus de atrofie minder, dan wil je liever een MRI dan een spierbiopt uitvoeren. Een spierbiopt is namelijk ingrijpend, met het wegnemen van een hapje spier verstoor je de lichaamsintegriteit en veroorzaak je een litteken. De MRI is pijnloos en niet schadelijk voor het lichaam.
2. Potentie van MRI als ‘biomarker’
Om te zien of de nieuwe MRI-technieken ook gevoelig genoeg waren om vroegtijdige veranderingen in ziekte te detecteren, hebben we alle metingen na één jaar herhaald. Dit hebben we verricht in de groep die nog gemiddeld weinig vervetting van de spieren hadden, om zoveel mogelijk spieren te kunnen meten. De resultaten worden op dit moment beoordeeld door andere wetenschappers, maar voorzichtige conclusies zijn dat de klinische metingen (van spierkracht en motorische functie) die we nu gebruiken om veranderingen te detecteren in één jaar tijd stabiel blijven, maar dat de vervetting met 1,3% toeneemt in een jaar. De nieuwe MRI-technieken lijken dus gevoelig genoeg om vroege veranderingen in de spieren te meten. Wanneer het artikel nagekeken is, zullen wij de resultaten verder aanvullen.
Wetenschappelijke publicatie
Het eerste deel van het onderzoek is door andere wetenschappers beoordeeld en nagekeken, en is gepubliceerd in een wetenschappelijk tijdschrift. Zo komt de kennis die wij in het SMA Expertisecentrum opdoen ook beschikbaar voor andere wetenschappers en betrokkenen.
Deelnemers bedankt!
We willen iedereen die heeft deelgenomen aan het onderzoek, met en zonder SMA, alsook ouders en begeleiders, bedanken voor hun deelname en inzet. Jullie deelname heeft ervoor gezorgd dat we weer iets meer weten over SMA.