Molekulare Bildgebung - Früherkennung von Knorpelschäden bei Arthritis an Fingergelenken durch dGEMRIC-Technik
Neben dem Erreichen der klinischen Remission gilt inzwischen auch das Therapieziel, den radiologischen Progress zu stoppen. Ein Aufhalten der radiologischen Progression bedeutet Verbesserung der Funktionalität, der Lebensqualität, respektive eine Reduzierung von Arbeitsunfähigkeit und nicht zuletzt somit eine signifikante Reduktion von Kosten.
Neue bildgebende Verfahren wie die Magnetresonanztomografie (MRT) setzen genau an dieser Entwicklung an und haben einen Paradigmenwechsel der Diagnostik eingeleitet. Mit der MRT können heutzutage knöcherne Veränderungen (z. B. Erosion) frühzeitiger im Krankheitsverlauf detektiert werden, desweiteren – und dies mit der MRT als einzige Methode – das Knochenmarködem („Osteitis“) als Prädiktor für Erosivität im Gelenk und entzündliche Weichteilveränderungen wie z. B. Synovialitis und Tenosynovialitis.
dGEMRIC: Weiterentwicklung der MRT
Knorpelschäden, die bei Arthritis möglicherweise Teil der Inflammationskaskade sind, werden durch die MRT als Gelenkspaltverschmälerung erkannt und repräsentieren aber bereits ein Spätstadium, das in der MRT allenfalls über Jahre hinweg zu erfassen ist.
Eine Möglichkeit Knorpelalterationen frühzeitiger zu detektieren, bietet die dGEMRIC (delayed gadolinium-enhanced MRI of cartilage)-Technik. Diese Technik wurde bis dato führend am Kniegelenk zur Abbildung des Knorpelschadens bei beginnender Gonarthrose eingesetzt und war bisher bei rheumatischen Erkrankungen mit Beteiligung kleiner Gelenke (z. B. Hände/Finger bei Rheumatoider Arthritis bzw. Fingerpolyarthrose) nicht möglich.
Pathogenetischer Hintergrund der dGEMRIC-Technik
Was ist der pathogenetische Hintergrund für diese technische Weiterentwicklung? Glykosaminoglykane (GAG) bilden einen wesentlichen Bestandteil der Knorpelmatrix. Durch ihre negative Ladung binden sie Kationen, insbesondere Natrium an den Extrazellularraum, die wiederum Wasser binden. Der dadurch erreichte Druck in der Knorpelmatrix ist maßgeblich für die Resistenz im Knorpel verantwortlich. Besteht bei Knorpelschäden ein GAG-Verlust, erlaubt die damit verbundene Verminderung der negativen Ladungsdichte eine vermehrte Anreicherung des negativ geladenen MR-Kontrastmittels.
Die dGEMRIC-Technik nutzt dabei die anionische Eigenschaft des Kontrastmittels Gadolinium (Gd(DTPA)2-) und kann das Ausmaß der intrakartilaginären Kontrastmittelanreicherung erfassen, und somit indirekt den GAG-Gehalt bzw. Aussagen über die Qualität des Knorpels liefern. Die Entwicklung von kleinen Ringspulen, die oberflächlich auf die zu untersuchende Region platziert werden, erlaubt nun den Einsatz dieser Technik an kleinen Gelenken (z. B. Finger).
Positive Daten für dGEMRIC-Technik bei früher RA und Fingerpolyarthrose
Erste dGEMRIC-Messungen an Fingergelenken (z. B. PIP- und MCP-Gelenken), sei es bei RA- oder Fingerpolyarthrose-Patienten, konnten zeigen, dass eine Visualisierung von Knorpelschäden auf molekularer Ebene – bei konventionell-radiologisch und MR-morphologisch normaler Gelenkspalteweite – möglich ist.
Hierbei wurden Patienten mit früher RA vs. etablierter RA und Patienten mit beginnender Fingerpolyarthrose im Vergleich zu gesunden Patienten mit der dGEMRIC-Technik untersucht. Alle MRT-Untersuchungen wurden an einem 3 T-MRT-Gerät (Trio, Siemens, Erlangen) durchgeführt, wobei dem zu untersuchenden Gelenk zwei 4 cm Ringspulen angelegt wurden.
Die Ergebnisse zeigten, dass Patienten mit beginnender RA und Fingerpolyarthrose im Gegensatz zur Kontrollgruppe deutlich verringerte dGEMRIC-Index-Werte aufwiesen, was auf einen GAG-Verlust hindeutete. Der Knorpel war also bereits degradiert bzw. ausgedünnt. Mit dieser Methode gelingt also eine Früherkennung der chondralen Degeneration am Fingergelenk.
Ausblick
In welchem pathogenetischen und auch zeitlichen Zusammenhang mit anderen degenerativen und entzündlichen Gelenkveränderungen diese Pathologien zu sehen sind, wird derzeit aktuell erforscht. Longitudinale Untersuchungen bzw. Verlaufskontrollen sind bereits gestartet worden, um auch den Wert in der Prognoseabschätzung und in der Beurteilung von chondroprotektiven bzw. antirheumatischen Therapien zu evaluieren.
Priv.- Doz. Dr. med. Benedikt Ostendorf
Klinik für Endokrinologie, Diabetologie und Rheumatologie
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
Rheumazentrum Rhein-Ruhr
Moorenstr. 5
40225 Düsseldorf
Literatur
Miese FR, Ostendorf B, Wittsack HJ, Reichelt DC, Mamisch TC, Zilkens C, Lanzman RS, Schneider M, Scherer A. Metacarpophalangeal joints in rheumatoid arthritis: delayed gadolinium-enhanced MR imaging of cartilage – a feasibility study. Radiology 2010; 257: 441-447.
Miese FR, Ostendorf B, Wittsack HJ, Reichelt DC, Kröpil P, Lanzman RS, Mamisch TC, Zilkens C, Jellus V, Quentin M, Schneider M, Scherer A. Cartilage quality in finger joints: delayed Gd(DTPA)²-enhanced MRI of the cartilage (dGEMRIC) at 3T. RöFo 2010; 182: 873-878.
Ostendorf B, Miese F, Scherer A. Magnetresonanztomografie. Akt Rheumatol 2010; 35: 318-324.
Miese FR, Kröpil P, Ostendorf B, Scherer A, Buchbender C, Quentin M, Lanzman RS, Blondin D, Schneider M, Bittersohl B, Zilkens C, Jellus V, Mamisch TC, Wittsack HJ. Motion correction improves image quality of dGEMRIC in finger joints. Eur J Radiology 2011, in press.