Postižení myokardu u pacientů s Fabryho chorobou bez fenotypového projevu. Diagnostická hodnota biomarkerů (FAMY)

Fabryho choroba je X-vázané recesivní onemocnění postihující lysozomální střádání s variabilním fenotypem charakterizovaným akumulací glykosfingolipidů v několika tkáních. Bylo popsáno více než 200 mutací v genu alfa-galaktosidázy A (GLA), které způsobují Fabryho chorobu. V současnosti se léčba Fabryho choroby skládá z enzymové substituční terapie (ERT), jejíž vývoj ukázal zvrácení abnormální akumulace glykosfingolipidů v různých tkáních a klinické zlepšení nebo stabilizaci (1). Na rozdíl od klasické systémové Fabryho choroby s postižením více orgánů je srdeční varianta onemocnění charakterizována hypertrofií myokardu. Srdeční Fabryho varianta je tedy definována jako porucha zásobních myocytů napodobující klinické rysy hypertrofické kardiomyopatie (HCM)(2).

Zlatým standardem pro diagnostiku Fabryho choroby je hodnocení vzorků srdce získaných z endomyokardiální biopsie pomocí elektronové mikroskopie (2), ačkoli bylo publikováno, že stanovení aktivity alfa-galaktosidázy v plazmě pacientů s diagnostikovanou Fabryho chorobou, následované sekvenování genu GLA u jedinců s nízkou hladinou aktivity je dobrou neinvazivní diagnostickou metodou, která umožňuje identifikaci přenašečů onemocnění a včasné zahájení enzymatické substituční terapie (3).

Vzhledem k podobnosti mezi klinickými charakteristikami obou onemocnění a mimořádně nízkému výskytu Fabryho choroby se provedení biopsie pro diagnostiku provádí jen zřídka. Proto se spekulovalo, že vyšší výskyt onemocnění by měl existovat skrytý u pacientů s klinickými příznaky HCM. Několik studií hodnotilo výskyt Fabryho choroby u pacientů s diagnózou HCM a zjistilo, že dokonce 8–10 % těchto pacientů ve skutečnosti vykazovalo Fabryho chorobu [4,5], ačkoli může existovat zkreslení ve výběru pacientů. V novějších studiích včetně jedné provedené naší skupinou s vyšším počtem pacientů byla zjištěna nižší incidence (mezi 1–3 %) [3,6]. Fabry je tedy vzácné onemocnění postihující 1/50 000 jedinců v populaci (3).

Extracelulární matrix je dynamická struktura s intenzivní účastí na remodelaci myokardu, ke které dochází u různých kardiovaskulárních onemocnění (7). Změny v extracelulární matrix by mohly hrát důležitou roli v procesu diastolické dysfunkce spojené s hypertrofií myokardu. Depozita kolagenu zvyšují tuhost levé komory a zátěž komory během diastoly je ohrožena. Obrat kolagenu je ve srovnání se zdravými kontrolami zvýšený a syntéza převažuje nad degradací, přičemž dochází ke zjištění souvisejících změn v aktivitě metaloproteinázy (MMP, což jsou hlavní enzymy odpovědné za degradaci matrice) a jejich inhibitorů (TIMP) (8). Naše skupina nedávno publikovala několik prací o významu fibrózy u pacientů s MCH (9,10,11,12). Vyšetřovatelé zjistili, že fibróza, hodnocená pozdním zesílením gadolinia v srdeční magnetické rezonanci, souvisí s ventrikulární remodelací, hypertrofií, komorovou tachykardií (10) a funkčním stavem pacienta (11) a že hodnota MMP-9 je nezávisle spojena s fibrózou. (9). Existují také studie popisující strukturální změny v matrix spojené s Fabryho chorobou, kde je přítomnost fibrózy evidentní jak na intersticiální úrovni, tak nahrazující ztrátu myokardiocytů (13). Dosud však nebylo prokázáno, zda alterace v intersticiální matrix probíhá pouze aktivací fibroblastů v reakci na humorální nebo mechanické faktory bez ztráty myokardiocytů, nebo naopak souvisí s buněčnou smrtí.

Zájem o apoptózu neboli programovanou buněčnou smrt se u srdečního selhání zvyšuje. Apoptózu lze aktivovat interakcí receptorů buněčné povrchové smrti (tj. receptory superrodiny tumoral necrosis factor - TNFR- a Fas proteinový receptor), s jeho ligandy (TNF-alfa a Fas ligand, FasL) (14) a aktivací mitochondriálních proapoptotických mechanismů v reakci na nepříznivé změny v intracelulárních prostředí (15). Následný vývoj je regulován proteinovou skupinou Bcl-2 (16) a vykonáván rodinou kaspáz (17). Během apoptózy je v myocytech produkován Annexin 5 a sekretován do intersticiálního prostoru (18,19). Zdá se, že Annexin 5 přispívá ke změně intracelulárního hospodaření s vápníkem, což vede k systolické dysfunkci (20, 21). Smrt myokardiocytů prostřednictvím apoptózy by mohla být běžnějším procesem, než se dříve myslelo, s odhadem procesu opravy, který přispívá k expanzi intersticia. GDF-15 je členem superrodiny TGF-β a dobře zavedeným markerem rizika a prognózy u akutních koronárních syndromů. Nedávno byl navržen jako regulátor fibrózy a procesů remodelace tkání pravděpodobně prevencí apoptózy (22). Apoptóza myokardiocytů vede k progresivnímu zeštíhlení stěny komory, jak bylo dříve popsáno u MCH (23), ak systolické dysfunkci.

Mnohé z molekul zapojených do apoptózy a ventrikulární remodelace lze detekovat v periferní krvi a jsou známé jako biomarkery. Biomarkery poskytují informace o normálních biologických procesech nebo fyziopatologických mechanismech a mohou být velmi užitečné v diferenciální diagnostice nebo dokonce v prognóze. V současné době vzrůstá zájem o studium a využití biomarkerů u kardiovaskulárních onemocnění, které se více používají u ischemické kardiopatie a srdečního selhání (24-27). Bohužel jejich studie u HCM byla méně rozvinutá, ještě méně u Fabryho choroby. Mozkový natriuretický peptid (BNP) je nejvíce studovaným biomarkerem u HCM a souvisí s přítomností symptomů srdečního selhání (28–30), špatnou funkční kapacitou (30) a obstrukcí výtoku levé komory (31–34). Na druhou stranu ST2 začal být velmi nedávno považován za dobrý biomarker pro myokardiálně specifickou odpověď na natažení se synergickými implikacemi v prognóze s BNP (35).

Naše skupina v současné době vyvíjí projekt studující několik biomarkerů (stres myokardu, poškození endotelu, hyperkoagulační stav) s cílem prozkoumat různé systémy zapojené do remodelace komor u HCM (hodnoceno echokardiografií a srdeční magnetickou rezonancí), které by mohly být velmi podobné u Fabryho choroby.

U Fabryho choroby se jako biomarker používá hladina globotriaosylceramidu (Gb3) v plazmě nebo moči. Tento glykosfingolipid je u pacientů s Fabryho chorobou uložen v lysozomech, ačkoli se ukázalo, že zjištěné koncentrace v plazmě nebo moči se mohou lišit v důsledku různých mutací, které nevyvolávají úplnou ztrátu aktivity alfa-galaktosidázy. Kromě toho mohou být plazmatické hladiny u heterozygotních žen normální, ale některé údaje naznačují vysokou koncentraci v moči [36]. Na druhé straně se předpokládá, že je to laktosylceramid, katabolický produkt Gb3, který reguluje expresní profil TNF-alfa a y ICAM-1, což přispívá k rozvoji aterosklerózy (37).

Vyšetřovatelé disponují specializovanou kardiomyopatií v každé ze tří nemocnic: Hospital Universitario Virgen de la Arrixaca, Murcia, Hospital General Universitario de Alicante a Hospital General Universitario de Elche. Vyšetřovatelé již získali 12 rodin s diagnostikovanými Fabryho probandy a celkem 60 příbuzných klinicky vyšetřených během posledních 4 měsíců. Vyšetřovatelé se domnívají, že nábor pacientů byl úspěšný a jsou připraveni provést tento projekt. Výzkumníci by se však rádi podíleli s dalšími centry na sdílení pacientů a mutovaných příbuzných bez projevu fenotypového onemocnění.

Cílem tohoto projektu je studium biomarkerů apoptózy, fibrózy a intersticiální remodelace v periferních vzorcích pacientů s diagnostikovanou Fabryho chorobou a příbuzných. Naším cílem je zjistit, zda existují či neexistují data o postižení myokardu u nositelů mutací bez kritérií fenotypového onemocnění. Výzkumníci se také zaměří na různé polymorfismy a jejich implikace ve vývoji Fabryho choroby.