An approximation in brain imaging discriminators between MS, NMOSD and anti-MOG / Una aproximación en los discriminadores de imagen cerebral entre MS, NMOSD y anti-MOG

Distinct brain imaging characteristics of autoantibody-mediated CNS conditions and multiple sclerosis.

Jurynczyk M, Geraldes R, Probert F, Woodhall MR, Waters P, Tackley G, DeLuca G, Chandratre S, Leite MI, Vincent A, Palace J.

Brain. 2017 Mar 1;140(3):617-627. doi: 10.1093/brain/aww350.

Inflammatory demyelinating diseases (IDDs) of the central nervous system (CNS) are a group of heterogeneous autoimmune inflammatory diseases including multiple sclerosis (MS), Neuromyelitis Optica (NMO) and NMO spectrum disease (NMOSD), acute disseminated encephalomyelitis (ADEM), optic neuritis (ON), acute transverse myelitis (ATM) and some perplexing cases that cannot be attributed to a definite entity. Among these CNS-IDDs, the pathogenesis of NMO/SD is well demonstrated to be related to aquaporin-4 antibody (AQP4-ab), an antibody targeting aquaporin-4 (AQP4) protein enriched in the astrocyte foot process. Despite the development of highly sensitive and specific assays for AQP4 antibodies, up to 40% of patients will not have AQP4 antibodies at initial presentation and during the course of NMO and related disorders such as monophasic or recurrent longitudinally extensive transverse myelitis (LETM) or ON.

Recent studies indicated that myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG), a glycoprotein localized on the outer surface of the myelin sheath and oligodendrocytes , might be another target antigen and later, MOG-abs were recently reported in adult patients with NMOSD and ON who were AQP4-ab seronegative. These findings led to the concept that MOG antibodies define a new clinical entity distinct from multiple sclerosis and AQP4 antibody-positive NMOSD.

The author explores the distinction of MOG antibody-associated disease from its mimics, multiple sclerosis, and AQP4 antibody NMOSD, using conventional brain MRI, adults and children with brain lesions to build diagnostic algorithms.

They found for MOG antibody versus multiple sclerosis: The model discriminating MOG antibody disorder from multiple sclerosis had the high  of prediction (q2 = 0.78), explaining 86% of the variation in diagnoses (R2Y), The accuracy of the model was thus 90%.  This finding is more frequent, and can be used in this model, for discriminating:

• MS: The presence of ovoid lesions adjacent to the body of lateral ventricles, Dawson’s fingers (both multiple sclerosis)

vs

• MOG antibody:  the presence of fluffy lesions and three lesions or less.

Multiple sclerosis versus AQP4 antibody model was also predictive (q2 = 0.43, R2Y 75%): 

• MS: Ovoid lesions adjacent to the body of lateral ventricles, callosal, Dawson`s fingers, 9 o more lesions

vs 

• AQP4: 3 lesions or less

While MOG antibody versus AQP4 antibody was non-predictive suggesting that the two diseases share overlapping characteristics on brain MRI.

Figure 1 Examples of MRI brain lesions in MOG antibody patients. Arrows point to lesions located in (A) the right middle cerebellar peduncle in a 50-year old male; (B) the right middle cerebellar peduncle in a 34-year-old male; (C) pons and medulla, adjacent to fourth ventricle, in a 30-year-old female; (D) middle cerebellar peduncles bilaterally in a 37-year-old female; (E) midbrain, pons, cerebellar peduncles and cerebellum, adjacent to fourth ventricle, bilateral, large and poorly demarcated, in a 37-year-old female; (F) fluffy large and bilateral lesions in pons and cerebellar peduncles, adjacent to fourth ventricle, and in thalamus in a 3-year-old male; and (G) fluffy bilateral basal ganglia lesions in a 14-year-old female.  

The number of lesions was identified as one of the most important classifiers in both MOG antibody versus multiple sclerosis and AQP4 antibody versus multiple sclerosis models.

Lesions in patients with MOG antibody were typically few, poorly demarcated (fluffy) and located infratentorial, in the brainstem or cerebellar peduncles and were often adjacent to the fourth ventricle. In the 76% of patients with MOG antibody disease who had a follow-up brain MRI, all showed complete or near complete resolution of lesions without new lesion development. They also found in NMO subjects with brain lesions during an attack were more likely to experience simultaneous transverse myelitis - 75% than optic neuritis - 50%.

They are limitations in this study, include the small numbers of patient and the exclusion of evaluation of white matter lesions in small vessel ischaemic lesions in a control group. It is a really good work.

Distintas características de imágenes cerebrales de autoanticuerpos mediados por condiciones CNS y Esclerosis múltiple.

Jurynczyk M, Geraldes R, Probert F, Woodhall MR, Waters P, Tackley G, DeLuca G, Chandratre S, Leite MI, Vincent A, Palace J.

Brain. 2017 Mar 1;140(3):617-627. doi: 10.1093/brain/aww350.

Las enfermedades desmielinizantes inflamatorias (DDI) del sistema nervioso central (SNC) son un grupo de enfermedades inflamatorias autoinmunes y heterogéneas, que incluyen:  Esclerosis Múltiple (EM), Neuromielitis óptica (NMO) y enfermedad del espectro NMO (NMOSD), encefalomielitis aguda diseminada (ADEM),  Neuritis óptica  (ON), mielitis transversa aguda (ATM) y algunos casos desconcertantes que no pueden atribuirse a una entidad definida. Entre estos CNS-IDDs, la patogénesis de NMO / SD está bien demostrado estar relacionado con el anticuerpo aquaporina-4 (AQP4-ab), un anticuerpo dirigido a la proteína acuaporina-4 (AQP4) , presente en forma amplia en el pie de astrocito. A pesar del desarrollo de ensayos altamente sensibles y específicos para los anticuerpos AQP4, hasta el 40% de los pacientes no presentarán positividad para anticuerpos AQP4 en el cuadro clínico  inicial y durante el curso de NMO ni en  trastornos relacionados tales como mielitis transversal monofásica o recurrente,  longitudinalmente extensa (LETM) o ON .

Estudios recientes indicaron que la glicoproteína de de mielina del oligodendrocito (MOG), una glicoproteína localizada en la superficie externa de la vaina de mielina y los oligodendrocitos, podría ser otro antígeno dian.  Los MOG-abs  han sido descritos recientemente en pacientes adultos con NMOSD y ON que eran AQP4- Ab seronegativo. Estos hallazgos llevaron al concepto de que los anticuerpos MOG definen una nueva entidad clínica distinta de la Esclerosis Múltiple y la NMOSD positiva al anticuerpo AQP4.

El autor explora la distinción de la enfermedad asociada a anticuerpos MOG de sus imitadores, Esclerosis múltiple, y el anticuerpo AQP4 NMOSD, utilizando IRM cerebral convencional, en adultos y niños con lesiones cerebrales para construir algoritmos de diagnóstico.

El modelo que discriminaba el trastorno de anticuerpos MOG de la Esclerosis múltiple tuvo la alto poder de  predicción (q2 = 0.78), explicando el 86% de la variación en los diagnósticos (R2Y). La precisión del modelo fue, por tanto, de 90 %. Este hallazgo es más frecuente, y puede ser utilizado en este modelo, para discriminar:

MS: La presencia de lesiones ovoides adyacentes al cuerpo de los ventrículos laterales, los dedos de Dawson (ambos Esclerosis Múltiple)

Vs

MOG: la presencia de lesiones Fluffy  y la presencia de tres lesiones o menos.

La Esclerosis múltiple versus anticuerpo AQP4, el modelo fue también fue predictivo (q2 = 0,43, R2Y 75%):

MS: lesiones ovoides adyacentes al cuerpo de los ventrículos laterales, cuerpo calloso , dedos de Dawson, y la presencia de  9 o más lesiones

Vs

AQP4: presencia de 3 lesiones o menos

Mientras que el anticuerpo MOG versus anticuerpo AQP4 fue no predictivo, lo que sugiere que las dos enfermedades comparten características superpuestas en la resonancia magnética cerebral.

 

Figura 1 Ejemplos de lesiones cerebrales por resonancia magnética en pacientes con anticuerpos MOG. Las flechas apuntan a las lesiones localizadas en (A) el pedúnculo cerebeloso medio derecho en un varón de 50 años de edad; (B) el pedúnculo cerebeloso medio derecho en un varón de 34 años; (C) puente  y médula, adyacente al cuarto ventrículo, en una mujer de 30 años de edad; (D) pedúnculos cerebelosos medios bilateralmente en una mujer de 37 años de edad; (E) mesencéfalo, puente , pedúnculos cerebelosos y cerebelo, adyacente al cuarto ventrículo, bilateral, grande y poco demarcado, en una mujer de 37 años; (F) lesiones grandes y bilaterales esponjosas ( fluffy )  en la protuberancia y los pedúnculos cerebelosos, adyacentes al cuarto ventrículo, y en el tálamo en un varón de 3 años de edad; y (G) lesiones bilaterales ( fluffy )  de los ganglios basales en una mujer de 14 años de edad.

El número de lesiones fue identificado como uno de los clasificadores más importantes tanto en anticuerpos MOG contra Esclerosis múltiple como en anticuerpos AQP4 versus modelos de Esclerosis múltiple.

Las lesiones en los pacientes con anticuerpos MOG fueron típicamente escasas, poco demarcadas (Fluffy ) y localizadas infratentorial, en el tronco cerebral o pedúnculos cerebelosos y eran a menudo adyacentes al cuarto ventrículo. En el 76% de los pacientes con enfermedad de anticuerpos MOG que tenían una resonancia magnética cerebral de seguimiento, todos mostraron una resolución completa o casi completa de lesiones sin nuevo desarrollo de lesión.

También se encontró en NMO sujetos con lesiones cerebrales durante un ataque eran más propensos a experimentar simultánea mielitis transversa   -75% mas que neuritis óptica - 50%

Son limitaciones en este estudio, que  incluyen el pequeño número de pacientes y la exclusión de la evaluación de las lesiones de la sustancia blanca en las lesiones isquémicas de pequeños vasos en un grupo control. Es un trabajo realmente bueno.