Novel Noninvasive Imaging Biomarkers for Liver Steatosis, Inflammation and Fibrosis

Abstract

As hepatites virais e a doença hepática gorda não alcoólica são actualmente as causas mais frequentes de doença hepática crónica. Qualquer uma destas patologias é caracterizada pela presença no parênquima hepático de esteatose, inflamação e fibrose, que podem agravar-se e levar a uma situação clínica de insuficiência hepática, causando não só considerável morbilidade mas também mortalidade, e igualmente um real incremento nos custos nacionais com a saúde. A capacidade de deteção precoce, por rotina, de estádios ligeiros/moderados de inflamação e fibrose e a quantificação da esteatose através de meios de imagem não invasivos, poderá trazer vantagens clínicas importantes para estes doentes e para a sociedade. No presente estudo aqui desenvolvido, a fibrose, inflamação e a esteatose hepáticas foram avaliadas de forma não invasiva por ressonância magnética, com sequências de eco de gradiente e sequências ponderadas em difusão, elastografia por ressonância magnética e imagem molecular em ressonância magnética. Foi igualmente utilizada a ecografia com elastografia supersónica por onda de cisalhamento. Do conjunto de estudos aqui apresentados foi possível observar: - A esteatose hepática pode ser quantificada de forma precisa e simples, utilizando um mapeamento total da gordura hepática por ressonância magnética. Assim, será possível diagnosticar precocemente os doentes com fígado gordo não alcoólico; - Os parâmetros viscoelásticos são mais precisos que os parâmetros de difusão no estadiamento da fibrose hepática. Determinar precocemente quais os doentes com estádios de fibrose F2 é fundamental para o início da terapêutica antiviral; - Os parâmetros viscoelásticos independentes da frequência de excitação são potenciais biomarcadores de inflamação hepática. Até hoje ainda não existia nenhum biomarcador por imagem focado apenas para a inflamação hepática, mas a deteção precisa desta evitaria, por exemplo, que os doentes com fígado gordo não alcoólico progredissem para um quadro de esteatohepatite não alcoólica e uma melhor avaliação do parênquima hepático nos doentes com hepatites virais; - A ecografia com elastografia supersónica por onda de cisalhamento é proposta como uma técnica adequada para o rastreio de doentes com fibrose hepática; - Finalmente, uma abordagem experimental em imagem molecular utilizando um contraste de ressonância magnética vectorizado especificamente para a fibrina, permitiu a deteção de fibrose no prênquima hepático em ratos injectados com dietilnitrosamina.

Viral hepatitis and nonalcoholic fatty liver disease are nowadays the most common causes of chronic liver disease. These disorders, which are characterized by parenchymal steatosis, inflammation and fibrosis can progress to liver failure and are a substantial source of morbidity, mortality and increased healthcare costs. The early detection of fibrosis and inflammation and the routinely quantification of steatosis by noninvasive methods have important clinical implications in these patients. In the current study liver fibrosis, inflammation and steatosis, were noninvasively assessed by magnetic resonance gradient echo imaging, intravoxel incoherent motion diffusion-weighted imaging, magnetic resonance elastography, ultrasound-based shear wave elastography and molecular imaging. Liver fat content was accurately quantified by a simple and fast mapping technique using magnetic resonance imaging, which can allow the early detection of patients with nonalcoholic fatty liver. In addition, magnetic resonance viscoelastic parameters were found to be more accurate than diffusion parameters to stage patients with liver fibrosis. Determining when a patient reaches an F2 fibrosis stage is crucial to start antiviral treatment. Moreover, a frequencyindependent viscoelastic parameter is proposed as a potential biomarker for liver inflammation. The early detection of increased liver inflammation can prevent patients with nonalcoholic fatty liver from progressing to nonalcoholic steatohepatitis and enables an adequate follow up of patients with viral hepatitis. Furthermore, the ultrasound-based shearwave elastography is proposed for the routine clinical screening of patients with liver fibrosis. Finally, in an experimental rat study, a novel vectorized fibrin-binding magnetic resonance contrast agent was found to accurately detect liver fibrosis.