Neurochemical Imaging and Mapping of Excitatory and Inhibitory Neurometabolites in Adults with Autism Spectrum Disorder
Final Report Abstract
Das Projekt hatte zum Ziel, die Hypothese einer inhibitorisch-exzitatorischen Dysbalance (I-E imbalance hypothesis) als Veränderung der glutamatergen und GABAergen Neurotransmission mittels MR-Spektroskopie (MEGA-PRESS) zu testen (Teilprojekt 1). Außerdem sollte eine Postprocessing- und Quantifizierungs-Pipeline für die absolute Quantifizierung von MEGA- PRESS-Spektren etabliert und MEGA-PRESS als spektroskopische Bildgebungssequenz (SI) implementiert werden (Teilprojekt 2). In Teilprojekt 1 zeigte sich eine signifikante Erhöhung des GABA-Signals im dorsolateralen Präfrontalkortex bei Erwachsenen mit ASD, was sich auch in einer negativen Korrelation mit der Empathiefähigkeit widerspiegelte. Außerdem fanden wir einen Zusammenhang zwischen glutamatergem Signal und Empathiefähigkeit im pregenualen anterioren Cingulum. Diese Veränderungen können als Hinweis auf eine inhibitorisch-exzitatorische Dysbalance bei Patienten mit ASD gewertet werden. In Teilprojekt 2 wurde die Postprocessing- und Quantifizierungs-Pipeline für die MEGA-PRESS Daten erfolgreich implementiert und für die Analyse der in Teilprojekt 1 erhobenen Daten angewendet. Dem geplanten Vorhaben, MEGA-PRESS als spektrosopische Bildgebungssequenz zu implementieren, kam die internationale MGH-Arbeitsgruppe zuvor und ein adäquater oder gar verbesserter Nachbau der MEGA-SI-Sequenz wäre mit den verfügbaren Mitteln nicht möglich gewesen. Daher wurde das Problem starker Signalverluste bei der MEGA-PRESS-Detektion schwach gekoppelter Resonanzen (z. B. von Laktat) angegangen und erfolgreich eine Single-Voxel-MEGA-sLASER-Sequenz implementiert, die diese Signalverluste erheblich reduziert. Diese verbesserte Editing-Sequenz soll in zukünftigen klinischen Projekten vor allem für die Detektion von GABA und Laktat verwendet werden. Die Ergebnisse aus Projekt 1 und die methodischen Fortschritte aus Projekt 2 finden aktuell Eingang in laufende, beantragte sowie geplante monozentrische und multizentrische Projekte.
Publications
- (2018) Cortical properties of adults with autism spectrum disorder and an IQ100. Psychiatry research. Neuroimaging 279 8–13
Maier, Simon; van Tebartz Elst, Ludger; Perlov, Evgeniy; Düppers, Ansgard Lena; Nickel, Kathrin; Fangmeier, Thomas; Endres, Dominique; Riedel, Andreas
(See online at https://doi.org/10.1016/j.pscychresns.2018.06.013) - 2015. Increased hippocampal volumes in adults with high functioning autism spectrum disorder and an IQ>100: A manual morphometric study. Psychiatry Research: Neuroimaging 234, 152–155
Maier, S., Tebartz van Elst, L., Beier, D., Ebert, D., Fangmeier, T., Radtke, M., Perlov, E., Riedel, A.
(See online at https://doi.org/10.1016/j.pscychresns.2015.08.002) - Integrative Network-based Analysis of Magnetic Resonance Spectroscopy and Genome Wide Expression in Glioblastoma multiforme. Sci. Rep. 2016;6:29052
Heiland DH, Mader I, Schlosser P, Pfeifer D, Carro MS, Lange T, Schwarzwald R, Vasilikos I, Urbach H, Weyerbrock A
(See online at https://doi.org/10.1038/srep29052) - Magnetic Resonance Spectroscopy in Patients with Insomnia: A Repeated Measurement Study. PLOS ONE 2016;11:e0156771
Spiegelhalder K, Regen W, Nissen C, Feige B, Baglioni C, Riemann D, Hennig J, Lange T
(See online at https://doi.org/10.1371/journal.pone.0156771) - Mesoscopic imaging of glioblastomas: Are diffusion, perfusion and spectroscopic measures influenced by the radiogenetic phenotype? Neuroradiol. J. 2016
Demerath T, Simon-Gabriel CP, Kellner E, et al.
(See online at https://doi.org/10.1177%2F1971400916678225) - Simultaneous detection of valine and lactate using MEGA-PRESS editing in pyogenic brain abscess: Simultaneous MEGA-PRESS editing of valine and lactate. NMR Biomed. 2016;29:1739–1747
Lange T, Ko C-W, Lai P-H, Dacko M, Tsai S-Y, Buechert M
(See online at https://doi.org/10.1002/nbm.3660) - 2017. Glutathione metabolism in the prefrontal brain of adults with high-functioning autism spectrum disorder: an MRS study. Molecular Autism 8, 10
Endres, D., Tebartz van Elst, L., Meyer, S.A., Feige, B., Nickel, K., Bubl, A., Riedel, A., Ebert, D., Lange, T., Glauche, V., Biscaldi, M., Philipsen, A., Maier, S.J., Perlov, E.
(See online at https://doi.org/10.1186/s13229-017-0122-3) - Manual morphometry of hippocampus and amygdala in adults with attention-deficit hyperactivity disorder. Psychiatry Res. 2017 Sep 30;267:32-35
Nickel K, Tebartz van Elst L, Perlov E, Jitten-Schachenmeier R, Beier D, Endres D, Goll P, Philipsen A, Maier S
(See online at https://doi.org/10.1016/j.pscychresns.2017.07.001)
