INTRODUÇÃO: Os transtornos mentais psicóticos são condições frequentes na população geral e estão associados a grande morbidade e disfuncionalidade. Apesar disso, as bases fisiopatológicas destes transtornos ainda estão em investigação. Estudos neuropatológicos post-mortem e de neuroimagem in vivo sugerem haver comprometimento da microestrutura de substância branca (SB) cerebral nestas condições clínicas, associado a alterações da conectividade cerebral. No entanto, nenhuma investigação prévia de neuroimagem avaliou especificamente se tais anormalidades microestruturais podem ser dependentes do estado clínico do paciente, i.e., se tais alterações podem variar de acordo com a fase da doença. Outra linha de investigação biológica em psicoses aponta para alterações na atividade da fosfolipase A2 (PLA2), uma enzima essencial a diversas funções na homeostase cerebral, incluindo manutenção de membrana celular, mielinização e atividade inflamatória. Estudos prévios sugerem haver relação entre alterações na atividade desta enzima e as fases da esquizofrenia. Entretanto, não há estudos translacionais que tenham avaliado como tais alterações se relacionam com anormalidades microestruturais de SB em pacientes psicóticos. OBJETIVOS: Investigar a hipótese de que alterações de microestrutura de SB presentes em pacientes em fase aguda do primeiro episódio psicótico (PEP) sejam potencialmente reversíveis após estabilização clínica; investigar também possíveis alterações estado-dependentes da atividade de PLA2 no PEP; e examinar interações entre manifestações clínicas, microestrutura de SB cerebral e atividade de PLA2 na fisiopatologia do PEP. METODOLOGIA: Pacientes em PEP não afetivo foram avaliados em dois períodos no tempo: durante a fase aguda da doença (T0); após remissão estável de sintomas (T1). Um grupo controle de voluntários saudáveis (CS) também foi avaliado longitudinalmente. Para investigar alterações de microestrutura de SB estado-dependentes, análises voxel-a-voxel de mapas cerebrais de índices de anisotropia (fractional anisotropy, FA) e difusividade (trace, TR) foram conduzidas, assim como o cálculo de correlações entre tais índices de DTI, variáveis clínicas e atividade de PLA2. A atividade dos três principais subgrupos de PLA2 em plaquetas foi estimada através de um método radioenzimático. RESULTADOS: 25 pacientes PEP e 51 CS foram avaliados em T0, com coleta de dados clínico-demográficos, ressonância magnética (RM) e amostra de sangue. Destes, 21 PEP e 36 CS realizaram a segunda aquisição de RM. No baseline (T0), os pacientes PEP apresentaram redução difusa de FA (p < 0,05, FDR), afetando principalmente SB fronto-límbica e fascículos associativos, projetivos e comissurais. As análises longitudinais demonstraram que a remissão clínica se associou a aumentos de FA em tratos de SB acometidos em T0 (p < 0,001, não corrigido), além de robustas correlações inversas entre aumentos de FA e redução sintomas ao longo do tempo (p < 0,05, FDR). As análises de PLA2 não demostraram efeitos estado-dependentes ou correlações consistentes com os índices de DTI. CONCLUSÃO: Alterações da microestrutura de SB afetando tratos cerebrais essenciais para a integração de informação perceptual, cognição e emoções são detectáveis logo após o início do PEP e podem ser parcialmente revertidas em relação direta com a remissão de sintomas psicóticos agudos. Nossos achados reforçam a visão de que anormalidades de SB de tratos cerebrais são um componente neurobiológico central nos transtornos psicóticos agudos, e que a recuperação de tal patologia de SB pode levar à melhora clínica. Por outro lado, a atividade de PLA2 não parece ter associação direta com o estado de doença ou moderar as alterações microestruturais dinâmicas de SB aqui observadas. Estudos com amostras maiores e com um maior número de avaliações ao longo do tempo são necessários para confirmar e ampliar os resultados aqui apresentados / INTRODUCTION: Psychotic disorders are frequent conditions in the general population and are associated to severe morbidity and functional impairment. Notwithstanding, the pathophysiological basis of such disorders is still under investigation. Post-mortem neuropathologic investigations and in vivo neuroimaging studies have pointed to the occurrence of abnormalities in the microstructure of brain white matter (WM) in such clinical conditions, which are associated to changes in brain connectivity. However, no previous neuroimaging investigation has specifically examined whether such microstructural abnormalities would be state-dependent, i.e., whether such changes could relate to the illness phase. Another field of biological investigation in psychosis points to changes in the activity of phospholipase A2 enzyme (PLA2), which is essential to several functions implicated in brain homeostasis, such as the maintenance of cellular membrane, myelination and inflammatory activity. Previous studies suggest the existence of a relationship between changes on PLA2 activity and schizophrenia phase. Nonetheless, no translational study to date has examined the potential interplay between PLA2 activity and WM microstructural abnormalities in psychotic patients. OBJECTIVES: To investigate the hypothesis that WM microstructural changes observed in patients during the acute first-episode psychosis (FEP) are potentially reversible following clinical remission; to investigate possible state-dependent changes in PLA2 activity in FEP; and to examine interactions between clinical manifestations, brain WM microstructure and PLA2 activity in the pathophysiology of FEP. METODOLOGY: Patients with non-affective FEP were evaluated in two time points: during the acute phase (T0) and following sustained remission (T1). A control group of healthy volunteers (HC) was also longitudinally studied. In order to investigate state-dependent WM microstructure changes, voxelwise analyses of brain maps of anisotropy (fractional anisotropy, FA) and diffusivity (trace, TR) indexes were conducted, as well as correlations between such DTI metrics, clinical variables and PLA2 activity. The activity of the three main PLA2 subgroups was assessed in platelets using a radioenzymatic method. RESULTS: 25 FEP and 51 HC were evaluated at T0 (clinical and demographic data, MRI scanning, and blood collection). Out of these, 21 FEP and 36 HC also underwent a second MRI acquisition. At baseline (T0), FEP patients presented widespread reduction of FA (p < 0.05, FDR), affecting mainly fronto-limbic WM and associative, projective and commissural fasciculi. Longitudinal analyses showed that clinical remission was associated with FA increase in WM tracts that were affected at T0 (p < 0.001, uncorrected), besides robust inverse correlations between FA increase and symptoms reduction over time (p < 0.05, FDR). PLA2 analyses failed to show state-dependent effects or consistent correlations to DTI indexes. CONCLUSION: WM changes affecting brain tracts critical to the integration of perceptual information, cognition and emotions are detectable soon after the onset of FEP and may partially reverse in direct relation to the remission of acute psychotic symptoms. Our findings reinforce the view that WM abnormalities are a key neurobiological feature of acute psychotic disorders, and that recovery from such WM pathology can lead to amelioration of symptoms. In the other hand, it seems that PLA2 activity has no direct relationship to the disease state or modulatory effects on the dynamic WM changes observed herein. Studies with larger samples and with more time points evaluations are necessary to confirm and expand the findings reported herein

INTRODUÇÃO: Os transtornos mentais psicóticos são condições frequentes na população geral e estão associados a grande morbidade e disfuncionalidade. Apesar disso, as bases fisiopatológicas destes transtornos ainda estão em investigação. Estudos neuropatológicos post-mortem e de neuroimagem in vivo sugerem haver comprometimento da microestrutura de substância branca (SB) cerebral nestas condições clínicas, associado a alterações da conectividade cerebral. No entanto, nenhuma investigação prévia de neuroimagem avaliou especificamente se tais anormalidades microestruturais podem ser dependentes do estado clínico do paciente, i.e., se tais alterações podem variar de acordo com a fase da doença. Outra linha de investigação biológica em psicoses aponta para alterações na atividade da fosfolipase A2 (PLA2), uma enzima essencial a diversas funções na homeostase cerebral, incluindo manutenção de membrana celular, mielinização e atividade inflamatória. Estudos prévios sugerem haver relação entre alterações na atividade desta enzima e as fases da esquizofrenia. Entretanto, não há estudos translacionais que tenham avaliado como tais alterações se relacionam com anormalidades microestruturais de SB em pacientes psicóticos. OBJETIVOS: Investigar a hipótese de que alterações de microestrutura de SB presentes em pacientes em fase aguda do primeiro episódio psicótico (PEP) sejam potencialmente reversíveis após estabilização clínica; investigar também possíveis alterações estado-dependentes da atividade de PLA2 no PEP; e examinar interações entre manifestações clínicas, microestrutura de SB cerebral e atividade de PLA2 na fisiopatologia do PEP. METODOLOGIA: Pacientes em PEP não afetivo foram avaliados em dois períodos no tempo: durante a fase aguda da doença (T0); após remissão estável de sintomas (T1). Um grupo controle de voluntários saudáveis (CS) também foi avaliado longitudinalmente. Para investigar alterações de microestrutura de SB estado-dependentes, análises voxel-a-voxel de mapas cerebrais de índices de anisotropia (fractional anisotropy, FA) e difusividade (trace, TR) foram conduzidas, assim como o cálculo de correlações entre tais índices de DTI, variáveis clínicas e atividade de PLA2. A atividade dos três principais subgrupos de PLA2 em plaquetas foi estimada através de um método radioenzimático. RESULTADOS: 25 pacientes PEP e 51 CS foram avaliados em T0, com coleta de dados clínico-demográficos, ressonância magnética (RM) e amostra de sangue. Destes, 21 PEP e 36 CS realizaram a segunda aquisição de RM. No baseline (T0), os pacientes PEP apresentaram redução difusa de FA (p < 0,05, FDR), afetando principalmente SB fronto-límbica e fascículos associativos, projetivos e comissurais. As análises longitudinais demonstraram que a remissão clínica se associou a aumentos de FA em tratos de SB acometidos em T0 (p < 0,001, não corrigido), além de robustas correlações inversas entre aumentos de FA e redução sintomas ao longo do tempo (p < 0,05, FDR). As análises de PLA2 não demostraram efeitos estado-dependentes ou correlações consistentes com os índices de DTI. CONCLUSÃO: Alterações da microestrutura de SB afetando tratos cerebrais essenciais para a integração de informação perceptual, cognição e emoções são detectáveis logo após o início do PEP e podem ser parcialmente revertidas em relação direta com a remissão de sintomas psicóticos agudos. Nossos achados reforçam a visão de que anormalidades de SB de tratos cerebrais são um componente neurobiológico central nos transtornos psicóticos agudos, e que a recuperação de tal patologia de SB pode levar à melhora clínica. Por outro lado, a atividade de PLA2 não parece ter associação direta com o estado de doença ou moderar as alterações microestruturais dinâmicas de SB aqui observadas. Estudos com amostras maiores e com um maior número de avaliações ao longo do tempo são necessários para confirmar e ampliar os resultados aqui apresentados / INTRODUCTION: Psychotic disorders are frequent conditions in the general population and are associated to severe morbidity and functional impairment. Notwithstanding, the pathophysiological basis of such disorders is still under investigation. Post-mortem neuropathologic investigations and in vivo neuroimaging studies have pointed to the occurrence of abnormalities in the microstructure of brain white matter (WM) in such clinical conditions, which are associated to changes in brain connectivity. However, no previous neuroimaging investigation has specifically examined whether such microstructural abnormalities would be state-dependent, i.e., whether such changes could relate to the illness phase. Another field of biological investigation in psychosis points to changes in the activity of phospholipase A2 enzyme (PLA2), which is essential to several functions implicated in brain homeostasis, such as the maintenance of cellular membrane, myelination and inflammatory activity. Previous studies suggest the existence of a relationship between changes on PLA2 activity and schizophrenia phase. Nonetheless, no translational study to date has examined the potential interplay between PLA2 activity and WM microstructural abnormalities in psychotic patients. OBJECTIVES: To investigate the hypothesis that WM microstructural changes observed in patients during the acute first-episode psychosis (FEP) are potentially reversible following clinical remission; to investigate possible state-dependent changes in PLA2 activity in FEP; and to examine interactions between clinical manifestations, brain WM microstructure and PLA2 activity in the pathophysiology of FEP. METODOLOGY: Patients with non-affective FEP were evaluated in two time points: during the acute phase (T0) and following sustained remission (T1). A control group of healthy volunteers (HC) was also longitudinally studied. In order to investigate state-dependent WM microstructure changes, voxelwise analyses of brain maps of anisotropy (fractional anisotropy, FA) and diffusivity (trace, TR) indexes were conducted, as well as correlations between such DTI metrics, clinical variables and PLA2 activity. The activity of the three main PLA2 subgroups was assessed in platelets using a radioenzymatic method. RESULTS: 25 FEP and 51 HC were evaluated at T0 (clinical and demographic data, MRI scanning, and blood collection). Out of these, 21 FEP and 36 HC also underwent a second MRI acquisition. At baseline (T0), FEP patients presented widespread reduction of FA (p < 0.05, FDR), affecting mainly fronto-limbic WM and associative, projective and commissural fasciculi. Longitudinal analyses showed that clinical remission was associated with FA increase in WM tracts that were affected at T0 (p < 0.001, uncorrected), besides robust inverse correlations between FA increase and symptoms reduction over time (p < 0.05, FDR). PLA2 analyses failed to show state-dependent effects or consistent correlations to DTI indexes. CONCLUSION: WM changes affecting brain tracts critical to the integration of perceptual information, cognition and emotions are detectable soon after the onset of FEP and may partially reverse in direct relation to the remission of acute psychotic symptoms. Our findings reinforce the view that WM abnormalities are a key neurobiological feature of acute psychotic disorders, and that recovery from such WM pathology can lead to amelioration of symptoms. In the other hand, it seems that PLA2 activity has no direct relationship to the disease state or modulatory effects on the dynamic WM changes observed herein. Studies with larger samples and with more time points evaluations are necessary to confirm and expand the findings reported herein