Metabotropní receptory pro glutamát typu 3 u Parkinsonovy choroby

V posledních letech četné neurofyziologické studie charakterizovaly změny volního pohybu a patofyziologické mechanismy MP. Kinematické studie ukázaly, že kromě bradykineze, což doslova znamená zpomalení pohybu, jsou dobrovolné pohyby u PD charakterizovány sníženou amplitudou (hypokineze), změněnou rytmikou (dysrytmie) a progresivním poklesem amplitudy a rychlosti během provádění opakovaných pohybů (sekvence účinek). Nedávné důkazy také naznačují, že charakteristiky dobrovolného pohybu se mohou v různých stádiích PD lišit, bylo například pozorováno, že v časných stádiích onemocnění, tj. u nově diagnostikovaných pacientů, kteří dříve nebyli léčeni dopaminergními léky, se opakující pohyby poklepáváním prstem se vyznačují sníženou amplitudou a rychlostí a sledem účinku, bez výraznějších změn v rytmu pohybu. V pokročilých stádiích PD je pohyb charakterizován výrazným snížením amplitudy a rychlosti a změněným rytmem pohybu, nikoli však sekvenčním efektem.

TMS je neurofyziologická technika, která umožňuje neinvazivní studium různých fyziologických mechanismů M1 u lidí. Stimulace, dodávaná v jednotlivých stimulech, umožňuje například vyhodnotit neurofyziologické parametry, jako jsou motorické prahy, amplituda motorických evokovaných potenciálů (MEPs) a tzv. vstupně-výstupní náborová křivka MEP, tj. parametry, které odrážejí celkovou vzrušivost. kortikospinální systém. TMS dodávaný v párech magnetických stimulů umožňuje vyhodnocení dalších parametrů, jako je intrakortikální inhibice v krátkých intervalech (SICI) a intrakortikální facilitace (ICF), tj. parametry, které odrážejí excitabilitu inhibičních a facilitačních kortikálních interneuronů. V posledních letech byly vyvinuty další protokoly využívající opakovanou stimulaci M1 k vyvolání trvalých změn v amplitudě MEP, o kterých se předpokládá, že odrážejí mechanismy synaptické plasticity, podobné podobným jevům pozorovaným u experimentálního zvířete. Zejména technika asociativní stimulace (PAS) je založena na perkutánní elektrické stimulaci periferního nervu a současné stimulaci M1 pomocí TMS v určitých interstimulačních intervalech (25 ms nebo 10 ms) k vyvolání trvalých změn, ve facilitačním nebo inhibičním smyslu, v amplitudě poslanců Evropského parlamentu. V posledních letech byla u pacientů s PD provedena řada studií TMS. Mezi hlavní pozorované výsledky patří změněná excitabilita M1, zejména snížená SICI a snížená synaptická plasticita, testovaná technikou PAS nebo jinými metodami. Nedávno jsme také pozorovali, že některé změny excitability a plasticity M1 korelují se specifickými kinematickými změnami pohybu u pacientů s PD, což naznačuje, že neurofyziologické změny M1 přispívají k patofyziologii bradykineze. Kromě ústřední role, kterou hraje dopaminergní deficit u MP, nedávné důkazy naznačují možné zapojení neurotransmiteru glutamátergního systému.

HLAVNÍ PŘEDPOKLADY A CÍLE

Hypotéza:

Předchozí studie pozorovaly vztahy mezi sníženou kortikální inhibicí a sníženou synaptickou plasticitou M1 a celkovou závažností PD hodnocenou pomocí standardizovaných klinických škál a technik kinematické analýzy pohybu. V této studii uvedeme do souvislosti metabotropní polymorfismus glutamátového receptoru typu 3 (mGlu3) se závažností motorických a nemotorických symptomů, kortikální plasticitou a dalšími neurofyziologickými parametry u pacientů s PD.

Předběžné údaje:

Předchozí pozorování získaná v naší laboratoři ukázala, že kinematická studie u PD je platnou technikou pro objektivní dokumentaci různých alterací volního pohybu, včetně bradykineze, hypokineze, změněné rytmicity a sekvenčního efektu. Tyto charakteristiky se mohou v různých fázích PD měnit. Například bylo pozorováno, že v raných stádiích nemoci jsou opakované pohyby prstů charakterizovány sníženou amplitudou a rychlostí a sekvenčním efektem, bez významných změn v rytmu pohybu. V pokročilých stádiích PD je pohyb charakterizován výrazným snížením amplitudy a rychlosti a změněným rytmem pohybu, ale ne sekvenčním efektem. Kinematické studie u pacientů s PD také umožnily objektivně kvantifikovat účinky dopaminergní substituční terapie na různé alterace, které charakterizují PD. Objektivní účinky dopaminergní terapie na různé změny volního pohybu, kvantifikované kinematickými studiemi, jsou různé. Zejména bylo opakovaně pozorováno, že efekt sekvenování u pacientů s PD se po podání dopaminergních léků významně nezlepšuje. Předchozí pozorování získaná ve studiích TMS také prokázala změněnou dráždivost M1 u pacientů s PD, včetně například snížené SICI a snížené synaptické plasticity, testované technikou PAS nebo jinými metodami. V některých případech bylo pozorováno, že podávání dopaminergních léků je schopno normalizovat změny neurofyziologických parametrů M1 u PD, výsledky jsou však různé. Nedávno jsme pozorovali, že některé změny excitability a plasticity M1 korelují se specifickými kinematickými změnami pohybu u pacientů s PD, což naznačuje, že neurofyziologické změny M1 přispívají k patofyziologii bradykineze.

Cíle:

V této monocentrické observační studii výzkumníci navrhují:

A) Provést přesnou charakterizaci změn volního pohybu u pacientů s PD pomocí standardizovaných klinických škál a počítačového systému pro objektivní analýzu volního pohybu a podrobné studium možných neurofyziologických změn M1 u pacientů s PD pomocí technik TMS.

B) Vyhodnoťte polymorfismus metabotropního glutamátového receptoru typu 3 (mGlu3) u pacientů s PD.

C) Prozkoumat možné korelace mezi polymorfismy metabotropního glutamátového receptoru typu 3 (mGlu3), škálami klinického hodnocení, změnami parametrů kinematického pohybu a neurofyziologickými parametry M1.

METODIKA A NÁVRH EXPERIMENTU Studie zahrnuje nábor 20 pacientů s PD, diagnostikovaných podle současných klinických kritérií, a 20 zdravých kontrolních subjektů. Pacienti s motorickými fluktuacemi a dyskinezí budou vyloučeni. Nábor pacientů a kontrolních subjektů bude prováděn v IRCCS NEUROMED Institute, Pozzilli (IS). Všichni pacienti s PD podstoupí odběr krve k posouzení polymorfismu metabotropního glutamátového receptoru typu 3 (mGlu3) Všichni účastníci studie dají informovaný souhlas s experimentálními postupy, které budou schváleny místní etickou komisí a provedeny v souladu s Helsinskou deklarací.

Standardizované klinické škály a počítačový systém pro objektivní analýzu volního pohybu budou použity k charakterizaci změn volního pohybu u pacientů s PD. Pomocí tohoto systému budou vyšetřovány pohyby horní končetiny podle instrukcí diktovaných stupnicí dnes nejrozšířenější v klinickém prostředí, konkrétně novou verzí UPDRS, propagovanou společností Movement Disorder Society. Opakované pohyby prstů budou vyšetřeny tak, že pacient vyzve, aby poklepal ukazováčkem na palec. Při každé zkoušce musí být pohyby prováděny po dobu 15 sekund za sebou. Pro každý pohyb budou pořízeny tři nahrávky. Účastníci budou vyzváni, aby pohyby prováděli co nejrychleji a co nejširší. Pohyby budou analyzovány na nejvíce postižené straně. Počítačový analytický systém umožní objektivně extrapolovat parametry související s rychlostí, amplitudou, rytmem pohybu a sledem efektů.

Studium neurofyziologických změn M1 bude provedeno pomocí techniky TMS. Ejektováním jednotlivých magnetických podnětů bude provedeno měření parametrů odrážejících excitabilitu kortikospinální dráhy, tj. měření motorických prahů a vstupní-výstupní náborové křivky. Dodáním magnetických stimulů v párech, podle paradigmatu kondičního testu, v interstimulačních intervalech fixovaných na 2-4-10 a 15 ms budou měřeny parametry odrážející excitabilitu intrakortikálních okruhů inhibičního (SICI) a facilitačního (ICF) typu. . Nakonec bude technika PAS použita ke studiu mechanismů synaptické plasticity M1. PAS využívá stimulaci kloubních periferních nervů (perkutánní elektrická stimulace) a M1 (TMS) v interstimulačním intervalu fixovaném na 25 ms. Během techniky PAS je globálně dodáno 225 stimulů, s frekvencí 0,4 Hz a po celkovou dobu 15 minut stimulace.

Pacienti s PD budou studováni v jediném experimentálním sezení, nejméně dvanáct hodin po pozastavení dopaminergních léků (OFF sezení). Zdravé kontrolní subjekty budou hodnoceny v jediném experimentálním sezení.

SMYSL A INOVACE Hlavním inovativním aspektem studie je integrovaný přístup, který zahrnuje použití jak technik kinematické analýzy pohybu, tak technik neinvazivní mozkové stimulace. Předkládaná práce by proto mohla umožnit prohloubit současné znalosti a dosáhnout pokroku ve smyslu porozumění patofyziologickým mechanismům, které jsou základem změněné motorické kontroly u pacientů s PD.

VYBAVENÍ A ZDROJE Studie bude provedena v IRCCS NEUROMED Institute, Pozzilli (IS). Ústav disponuje materiálem pro provedení studie a zejména: optoelektronickým systémem infračervených kamer (vzorkovací frekvence, 120 Hz), (SMART motion system, BTS Engineering, Milán, Itálie) pro kinematické vyhodnocení; specializovaný software pro analýzu kinematických dat (SMART Analyzer, BTS Engineering, Milán, Itálie); dva magnetické stimulátory Magstim (Magstim Company, Withland, Velká Británie) pro jednoduchou a dvojitou stimulaci magnetickou stimulací a jeden elektrický simulátor DS7 Digitimer (Digitimer, Velká Británie) pro stimulaci PAS; jeden D 360 Digitimer zesilovač (Digitimer, UK) a jeden AD 1401 plus analogově-digitální převodník (Cambridge Electronic Design, UK) pro záznam elektromyografického signálu; jeden vyhrazený software (Signal® verze 4.00, Cambridge Electronic Design, UK) pro off-line analýzu elektromyografického signálu.

PŘEKLADOVÁ RELEVANTNOST STUDIE Výsledky studie by mohly být užitečné pro lepší pochopení patofyziologických mechanismů, a zejména zapojení M1, na základě změn volního pohybu u MP. Výsledky studie by mohly být také užitečné při vývoji možných léčebných postupů založených na použití subtypově selektivních agonistů a pozitivních alosterických modulátorů metabotropních glutamátových receptorů typu 3 (mGlu3).