Brain atrophy after CIS / Atrofia cerebral después del CIS

Multiple sclerosis (MS) is recognized as an inflammatory and neurodegenerative disease of the central nervous system (CNS).  Axonal degeneration is thought to be responsible for the irreversible progression of the disability seen in affected patients.

The loss of brain volume, or brain atrophy, has been classically considered as a marker present in severe or advanced stages of the disease. However, studies have demonstrated that this phenomenon also occurs in patients with clinically isolated syndromes suggestive of MS and also in the radiologically isolated syndrome, not only in acute demyelinating plaques but also in normal-appearing white and grey matter. 

Brain volumen (BV) loss in MS patients occurs at a rate of 0.5%–1% per year, which is higher than in disease onset. In fact, the development of BV loss, and especially grey matter (GM) volume loss, short after presenting a clinically isolated syndrome (CIS) has been associated with a higher risk of developing MS during the follow-up. 

Grey matter volume loss is found in patients at the early stages of relapsing–remitting and primary progressive MS, compared to healthy controls ( Sastre-Garriga J et al . Neuroimage 2004 )  Its presence in CIS patients was established in a prospective study by Dalton et al. Brain 2004, who found grey, but not white matter loss within 3 years after the first attack of MS.

This excellent paper : 

Mult Scler. 2017 Apr 1:1352458517707070. doi: 10.1177/1352458517707070. [Epub ahead of print]

Original Research Paper

Brain atrophy 15 years after CIS: Baseline and follow-up clinico-radiological correlations

Angela Vidal-Jordana, Jaume Sastre-Garriga, Deborah Pareto, Carmen Tur, Georgina Arrambide, Susana Otero-Romero, Elena Huerga, Raquel Mitjana, Cristina Auger, Mar Tintoré, Alex Rovira and Xavier Montalban

MULTIPLE SCLEROSIS MSJ JOURNAL

First published date: April-26-2017

Abstract

Background: Brain atrophy in multiple sclerosis (MS) patients is present since the very early stages of the disease and it has been related to long-term disability.

Objective: To estimate brain volume (BV) at 15years after a clinically isolated syndrome (CIS) and to evaluate its relationship with disease outcomes.

Methods: From a prospective cohort including patients presenting with a CIS, 54 patients with a brain magnetic resonance imaging (MRI) performed 15 years after CIS were included. Brain parenchymal fraction (BPF), grey matter fraction (GMF) and white matter fraction (WMF) at 15-year follow-up were obtained. Regression analyses were conducted to predict BV loss and reaching an Expanded Disability Status Scale (EDSS) of 3.0 in that 15-year period.

Results: In multivariable analyses, lower values of BPF and WMF were significantly associated with being male, presenting 3–4 Barkhof criteria at baseline, presenting a second relapse, and with a decision to start treatment. In the multivariable logistic regression analysis, only lower GMF was associated with a greater risk of reaching EDSS 3.0 (odds ratio (OR) = 0.24, p = 0.028).

Conclusion: Lower BPF and WMF 15 years after CIS are associated with previous markers of inflammatory disease. Lower GMF 15 years after a CIS is associated with an increased risk of reaching an EDSS of 3.0. 

Highlights: 
• In the multivariable analysis for predicting long-term BV loss, they found that lower GM values were only associated with older age at CIS onset, whereas lower values of brain and WM volumes were related to male gender, presenting a higher number of Barkhof criteria at baseline MRI, developing a second relapse during the follow-up and with the decision to start a disease-modifying treatment.
• Reinforces previous results regarding GM changes being associated with disability and adds to present knowledge of long-term BV loss and its relationship with clinico-radiological features in MS patients.
• Global and WM volumes are associated with higher inflammatory activity at the time of the CIS and over the following years. Instead, the presence of greater inflammation does not seem to have an impact on GM volume, which is, in fact, the main determinant of clinical disability in MS. 

ESPAÑOL 

La Esclerosis Múltiple (EM) se reconoce como una enfermedad inflamatoria y neurodegenerativa del sistema nervioso central (SNC). Se cree que la degeneración axonal es responsable de la progresión irreversible de la discapacidad observada en los pacientes afectados.

La pérdida de volumen cerebral, o atrofia cerebral, ha sido considerada clásicamente como un marcador presente en estadios graves o avanzados de la enfermedad. Sin embargo, los estudios han demostrado que este fenómeno también se produce en pacientes con síndrome clínico aislado sugestivos de EM y también en el síndrome radiológicamente aislado, no sólo en las placas desmielinizantes agudas, sino también en las sustancia blanca y gris de apariencia normal.

La pérdida de volumen de cerebro (BV) en los pacientes con EM se produce a una tasa del 0,5% -1% por año, que es mayor que en el inicio de la enfermedad. De hecho, el desarrollo de la pérdida de BV, y especialmente la pérdida de volumen de la sustancia gris (GM), poco después de presentar un síndrome clínico aislado (CIS) se ha asociado con un mayor riesgo de desarrollar EM durante el seguimiento.

La pérdida de volumen de la GM  se encuentra en los pacientes en las primeras etapas de la EM recurrente-remitente y primaria progresiva, en comparación con los controles sanos (Sastre-Garriga J et al, Neuroimage 2004) El compromiso en pacientes con CIS se estableció en un estudio prospectivo de Dalton et al. ( Brain 2004), que encontró perdida de sustancia gris  , pero no pérdida de sustancia blanca  dentro de primeros  3 años después del primer ataque de la EM.

Este estudio : 

Mult Scler. 2017 Apr 1:1352458517707070. doi: 10.1177/1352458517707070. [Epub ahead of print]

Original Research Paper

Brain atrophy 15 years after CIS: Baseline and follow-up clinico-radiological correlations

Angela Vidal-Jordana, Jaume Sastre-Garriga, Deborah Pareto, Carmen Tur, Georgina Arrambide, Susana Otero-Romero, Elena Huerga, Raquel Mitjana, Cristina Auger, Mar Tintoré, Alex Rovira and Xavier Montalban

MULTIPLE SCLEROSIS MSJ JOURNAL

First published date: April-26-2017

Abstract

Background:  La atrofia cerebral en pacientes con esclerosis múltiple (EM) está presente desde las primeras etapas de la enfermedad y se ha relacionado con discapacidad a largo plazo.

Objective:  Estimar el volumen cerebral (BV) a los 15 años tras un síndrome clínico aislado (CIS) y evaluar su relación con los resultados de la enfermedad.

Methods:  Se incluyeron 54 pacientes con una resonancia magnética cerebral (IRM) realizada a partir de una cohorte prospectiva, pacientes que presentaban un CIS con seguimiento hasta 15 años después de la presentación del CIS. Se obtuvo fracción parenquimatosa cerebral (BPF), fracción de sustancia gris (GMF) y fracción de sustancia blanca (WMF) seguimiento a 15 años. Se realizaron análisis de regresión para predecir la pérdida de BV y alcanzar una escala expandida de estado de discapacidad (EDSS) de 3,0 en ese período de 15 años.

Results:  En los análisis multivariables, los valores más bajos de BPF y WMF se asociaron significativamente con el sexo masculino, presentando 3-4 criterios de Barkhof al inicio, presentando una segunda recaída y con la decisión de iniciar el tratamiento. En el análisis de regresión logística multivariable, sólo una menor GMF se asoció con un mayor riesgo de alcanzar EDSS 3.0 (odds ratio (OR) = 0,24, p = 0,028).

Conclusion: Bajos BPF y WMF 15 años después de CIS se asociaron con marcadores inflamatorios previos en   la enfermedad.  Baja GMF 15 años después de un CIS se asocia con un mayor riesgo de alcanzar un EDSS de 3,0. 

En el análisis multivariable para predecir la pérdida de BV a largo plazo, encontraron que los valores de GM más bajos sólo se asociaron con una edad más avanzada en el inicio de CIS, mientras que los valores más bajos de los volúmenes cerebrales y WM se relacionaron con el sexo masculino, presentando un mayor número de criterios de Barkhof al inicio, desarrollando una segunda recaída durante el seguimiento y con la decisión de iniciar un tratamiento modificador de la enfermedad.

• Este estudio refuerza los resultados de estudios anteriores con respecto a los cambios de GM y su relación con la discapacidad y agrega al conocimiento actual, que la pérdida a largo plazo de la BV y su relación con características clínico-radiológicas en pacientes de la EM.
• Los volúmenes globales y WM están asociados con una mayor actividad inflamatoria en el momento de la CIS y durante los años siguientes. En cambio, la presencia de una mayor inflamación no parece tener un impacto en el volumen de GM, que es, de hecho, el principal determinante de la discapacidad clínica en la EM.