Imagens ponderadas por suscetibilidade para avaliação de sobrecarga renal de ferro: um estudo piloto

Propósito:Explorar a viabilidade da imagem ponderada pela suscetibilidade (SWI) para avaliar a sobrecarga renal de ferro.Métodos:Vinte e oito coelhos foram distribuídos aleatoriamente nos grupos controle (n=14) e ferro (n=14). Na 0ésima semana, o grupo de estudo recebeu injeção de ferro dextrano. Ambos os grupos foram submetidos ao exame SWI na 0ª, 8ª e 12ª semanas. A intensidade do sinal (SI) do córtex e da medula foi avaliada. O valor radiano do ângulo (ARV) calculado com imagem de fase foi tomado como o valor quantitativo para deposição de ferro cortical e medular. Após a 12ª semana, os rins esquerdos dos coelhos foram removidos para exame anatomopatológico. A diferença do ARV entre os três grupos foi analisada pelo teste de Kruskal–Teste de Wallis. A diferença do teor de ferro entre os dois grupos foi analisada através de uma amostra independentet-teste.Resultados:No grupo do ferro: na 12ª semana, oito coelhos apresentaram diminuição do IS apenas do córtex, e os outros seis coelhos apresentaram diminuição do IS do córtex e da medula no mesmo grau; o ARV do córtex na 8ª e 12ª semana foi significativamente maior do que na 0ª semana (P < 0.05); the ARV of the six rabbits' medula na 12ª semana foi significativamente maior que na 0ª semana, 8ª semana e nos outros oito coelhos na 12ª semana (P < 0.05); at the 12th week, eight rabbits (iron group) were found to have many irons only deposit in the cortex, and the others were found to have many irons deposit in both cortex and medulla; the iron content of cortex and six rabbits' medula no grupo de ferro foi significativamente maior do que a do controle (P < 0.05). Conclusão:O ARV do SWI pode ser usado para avaliar quantitativamente a deposição excessiva de ferro nos rins. A deposição excessiva de ferro ocorre principalmente no córtex ou medula e faz com que o SWI SI diminua.

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Palavras-chave:deposição de ferro,rim, imagem ponderada por suscetibilidade

Introdução

O ferro é um dos microelementos essenciais para os organismos.1,2 Em condições normais, o ser humano mantém o equilíbrio entre absorção, utilização e perda.3 Porém, uma vez que o ferro é excessivo, o corpo humano não possui mecanismos para eliminar o excesso de ferro. 4 O excesso de ferro se deposita em alguns órgãos e é prejudicial.4 O rim é um dos órgãos comumente afetados. A sobrecarga de ferro tem sido afirmada como um fator perigoso para a disfunção renal, que está associada adoença renal crônica(DRC) causada por condições como nefropatia diabética,rim hipertensolesão e fibrose renal.3–6 Foi relatado que a deposição de ferro foi observada nas regiões proximal etúbulos distais do rim em humanosDRC.5,7 O excesso de ferro promove aumento da geração de radicais livres e estresse oxidativo, o que causa danos celulares e teciduais renais.5,7,8 Por outro lado, a restrição dietética de ferro ou o tratamento com agentes quelantes podem aliviar a sobrecarga renal de ferro, dessa forma inibindo a progressão da lesão renal pré-existente.5,8,9 Conclui-se que o grau de deposição renal de ferro está relacionado à sua lesão. A avaliação precisa e eficaz da deposição excessiva de ferro no rim é de grande valor no monitoramento da lesão renal em pacientes com DRC.10

Atualmente, a coloração com azul da Prússia9 pode ser usada para analisar a distribuição do excesso de ferrodeposição no rim, e um espectrofotômetro de absorção atômica pode ser usado para medir o conteúdo renal de ferro. No entanto, ambos os métodos são invasivos e requerem uma amostra de tecido, o que não é adequado para o acompanhamento clínico da monitorização da deposição excessiva de ferro norim para pacientes com DRC. Para atender a esses requisitos de segurança, não invasividade e capacidade de oferecer avaliações repetidas para monitoramento, a ressonância magnética oferece a possibilidade de uma alternativa viável por meio da imagem ponderada pela suscetibilidade (SWI), uma técnica emergente de ressonância magnética funcional. Ele utiliza a diferença de suscetibilidade magnética do tecido para gerar um contraste único que difere daquele obtido com a ressonância magnética convencional.11,12 Combinando as imagens de fase e magnitude, o SWI oferece uma boa demonstração de sinais paramagnéticos.13 O ferro é uma substância paramagnética, como evidenciado por sua tempo de relaxamento T2 curto.10 Foi demonstrado que o SWI pode medir a concentração de ferro nos tecidos de forma confiável, o que foi consistente com os resultados do exame de autópsia.14 Portanto, o SWI pode ser considerado um marcador confiável através do rastreamento da sobrecarga de ferro em várias doenças associadas, assim analisando a progressão.10

Até o momento, o SWI tem sido utilizado para detectar e quantificar a deposição de ferro no tecido hepático11 e cerebral13,14. Mesmo após uma extensa pesquisa bibliográfica, os artigos que avaliaram a deposição renal de ferro foram praticamente inexistentes. Neste estudo, utilizamos experimentos com animais para explorar o valor do SWI na detecção qualitativa e quantitativa da deposição excessiva de ferro no rim, considerando os resultados da coloração com azul da Prússia e do espectrofotômetro de absorção atômica como padrão de referência.

Materiais e métodos

Este estudo foi aprovado pelo comitê de ética do Terceiro Hospital Afiliado da Universidade Soochow (número de aprovação: 2019026).

Modelagem e agrupamento de animais

Utilizamos vinte e oito coelhos brancos da Nova Zelândia, de raça pura e saudáveis ​​(fornecidos pela Suzhou Huqiao Biotechnology Limited Company, Suzhou, China), cada um pesando 2,0–2,5 kg, 2–3 meses de idade, 16 machos e 12 fêmeas, cultivado a uma temperatura ambiente de 22 graus, ambiente limpo, alimentado com fórmula alimentar completa e água purificada. Todos os coelhos foram divididos aleatoriamente nos dois grupos a seguir:

1. Grupo Ferro: 14 coelhos (7 machos e 7 fêmeas). No primeiro dia da 0ésima semana, após documentação do peso corporal, uma suspensão de ferro dextrana contendo 20 mg/ml de ferro foi injetada nos músculos glúteos na dose de 3 ml/kg.

2. Grupo controle: 14 coelhos (9 machos e 5 fêmeas). Nenhum ferro foi injetado.

Exame de ressonância magnética

O cronograma do exame de ressonância magnética no grupo ferro e controle é o seguinte: no primeiro dia da 0ª, 8ª e 12ª semana, respectivamente.

Para reduzir os artefatos de peristaltismo intestinal, a ingestão alimentar foi restrita por um período de 8 horas antes do exame. A anestesia foi obtida pela injeção de solução de pentobarbital sódico a 3% nos músculos das patas traseiras na dose de 1 ml/kg antes do exame. Durante o exame, a cabeça foi inserida primeiro e o rim esquerdo foi escaneado na posição lateral esquerda. A faixa de varredura foi do pólo superior ao pólo inferior do rim. Todas as imagens de ressonância magnética foram adquiridas em um sistema de ressonância magnética de 3.{4}} T (Magnetom Verio; Siemens Healthcare, Erlangen, Alemanha) com uma bobina de matriz corporal phased array padrão de oito canais. Os protocolos de ressonância magnética são mostrados na Tabela 1. A sequência do SWI produziu a imagem de magnitude final, imagem de projeção de intensidade máxima, imagem de fase e imagem SWI.

Análise de imagem

Todas as imagens foram analisadas por dois médicos com mais de cinco anos de experiência profissional na interpretação de ressonância magnética abdominal. Na estação de trabalho de pós-processamento yoga.via (Siemens), eles entraram na interface de visualização e abriram simultaneamente as imagens ponderadas T2-(T2WI), SWI e sequências de fase e selecionaram a maior imagem de nível central de o rim. A análise foi feita da seguinte forma: (1) Análise qualitativa: No T2WI e SWI foi observada a intensidade de sinal (SI) do córtex e medula renal. (2) Análise quantitativa: De acordo com o T2WI e SWI, a região cortical foi delineada manualmente no SWI nonível central do rim, evitando a área limite que pode afetar o valor do sinal, o mesmo aconteceu com a medula. Aplicando a função copiar e colar da estação de trabalho, a região cortical e medular do SWI foi, respectivamente, copiada para a imagem de fase. Em seguida, as regiões cortical e medular na imagem de fase foram, respectivamente, divididas em três sub-regiões de áreas aproximadamente iguais, incluindo frente, meio e verso (fig. 1). O valor da fase foi obtido, respectivamente, traçando manualmente a região de interesse nas três sub-regiões. O valor médio do valor da fase das três sub-regiões foi tomado para o valor da fase (X) de todo o córtex renal e medula, respectivamente. O valor angular radiano (ARV) foi calculado pela seguinte fórmula: ARV=(–X × π)/4096, e foi utilizado para a quantificação da deposição de ferro, onde X teve uma faixa de –4096 a 4095.15 O unidade de ARV é radiano.

Exame patológico

Após a 12ª semana de ressonância magnética, todos os coelhos ainda estavam sob anestesia. Neste momento, todos os coelhos foram sacrificados por embolização aérea e os rins esquerdos foram removidos. Foram amostrados tecidos suficientes do nível central renal e fixados em formalina tamponada neutra a 10%. De acordo com o protocolo de rotina, os tecidos foram desidratados, tornados transparentes, impregnados de cera, embebidos em parafina, seccionados, corados com hematoxilina-eosina e azul da Prússia e avaliados quanto à deposição renal de ferro sob microscopia de campo claro.

Os restantes tecidos corticais e medulares renais foram enviados para o Guangdong Medical Laboratory Animal Center, e a medição do conteúdo de ferro cortical e medular foi feita por espectrofotômetro de absorção atômica.

Análise estatística

Para análise estatística foi utilizado o software SPSS 22.0 (IBM, Armonk, NY, EUA). Os dados foram expressos como mediana (intervalo interquartil) (M [Q1 e Q3]) e o teste U de Mann-Whitney foi utilizado para comparar a diferença no ARV entre os dois grupos. O teste de Kruskal-Wallis foi utilizado para comparar as diferenças no ARV entre vários grupos. Um teste t de amostra independente foi utilizado para comparar a diferença do conteúdo renal de ferro medido pelo espectrofotômetro de absorção atômica entre os dois grupos. A análise de variância foi utilizada para comparar a diferença do conteúdo renal de ferro medido pelo espectrofotômetro de absorção atômica entre vários grupos. A análise de correlação de postos de Spearman foi utilizada para analisar a correlação entre os valores do ângulo radiano e o conteúdo renal de ferro medido pelo espectrofotômetro de absorção atômica. O símbolo r foi utilizado para representar o coeficiente de correlação.16 A correlação foi interpretada da seguinte forma: r > 0 foi considerada uma correlação positiva; r < 0 foi considerada uma correlação negativa; |r|=1 foi considerada uma correlação perfeita; 0.7 Menor ou igual a |r| < 1 foi considerada correlação alta; 0.4 Menor ou igual a |r| <0.7 foi considerada correlação moderada; 0 Menor ou igual a |r| <0.4 foi considerada uma correlação baixa; e r=0 foi considerado correlação zero.16 P < 0,05 foi considerado estatisticamente significativo.

Figura 2 O fluxograma mostra a mudança no SI para o córtex e medula renal nas imagens T2WI e SWI no grupo controle e agente de ferro em diferentes momentos. SI, intensidade do sinal; SWI, imagem ponderada pela suscetibilidade; T2W, T2-ponderado; T2WI, imagem ponderada T2-.

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