sCD163 u pacientů s ALS

Úvod Amyotrofická laterální skleróza (ALS) je smrtelné onemocnění s progresivní svalovou slabostí vedoucí k těžké invaliditě a nakonec smrti. Je to nejběžnější forma onemocnění motorických neuronů a zahrnuje jak horní, tak dolní motorické neurony. Medián přežití od nástupu příznaků do smrti je přibližně 3 roky.

Vzhledem k tomu, že diagnóza závisí na klinických příznacích a elektromyografických abnormalitách, které se mohou vyskytnout poměrně pozdě v průběhu onemocnění, je potřeba identifikovat diagnostické testy, které mohou potvrdit nebo vyloučit diagnózu ALS v časné fázi onemocnění.

ALS je neurodegenerativní onemocnění, ale patogeneze není dobře stanovena. Příčiny jsou pravděpodobně multifaktoriální a jde o komplexní interakci mezi genetickými faktory a dysfunkcí vitálních molekulárních drah týkajících se dominantně dědičného genu c9orf72 a narušeného vychytávání glutamátu v astrocytech (EAAT2-receptor) ze synaptické štěrbiny a tím i glutamátové excitotoxicity. Tato glutamátová excitotoxicita může způsobit oxidační stres, napěťově řízené perzistentní sodíkové kanály a aktivaci mikroglií vedoucí k sekreci prozánětlivých cytokinů.

V poslední době existují studie naznačující, že neurozánět hraje roli při rozvoji ALS. Studie z roku 2012 (myší model ALS, který nadměrně exprimuje mutantní superoxiddismutázu (mSOD1)) prokázala, že mikroglie mohou jak chránit, tak poškozovat motorické neurony v závislosti na tom, který fenotyp mikroglie je aktivován. Zdá se, že jde o kontinuum mezi ochranným fenotypovým stavem M2 (počátek onemocnění) a neurotoxickým fenotypovým stavem M1 (koncové stádium onemocnění). Dále, na začátku onemocnění myši exprimovaly vyšší hladiny Ym1, CD163 a neurotrofického faktoru odvozeného z mozku (markery M2).

Z dalších molekulárních mechanismů stojí za zmínku strukturální a funkční abnormality mitochondrií, poškození axonálních transportních systémů a endozomálního transportu a indukce stresové reakce endoplazmatického retikula, i když se zdají být sekundárními jevy u ALS. Čistým výsledkem je degenerace motorických neuronů v mozkové kůře, jádrech hlavových nervů, předním rohu míšním a kortikospinálních traktech. Jedinou současnou dostupnou léčbou je Riluzol, u kterého bylo prokázáno, že prodlužuje život nebo dobu do nástupu závažných respiračních problémů u pacientů s ALS. Mechanismus účinku Riluzolu je ještě třeba určit, možná dynamika je inhibice uvolňování glutamátu z presynaptického neuronu. (1,2,3,4,5,6) Ačkoli se zdá, že zánětlivý proces je sekundární událostí, zdá se, že je kritický pro degeneraci neuronů. Ve studii bylo usilováno o snížení patologie ALS prostřednictvím glukokortikoidů cílených na centrální nervový systém a úspěšné snížení patologie mozkového kmene u myších modelů ALS. Z různých biomarkerů byly také testovány zánětlivé markery: cytokiny rodiny interleukinu-1. Z nich pouze celkový interleukin-18, jeho endogenní inhibitor interleukin-18BP a aktivní forma cytokinu (volný interleukin-18) byly významně vyšší u pacientů s ALS než u kontrol. Cytokin nevykazoval žádnou korelaci s různými klinickými formami ALS nebo klinickým stavem onemocnění. Cytokiny byly také zkoušeny jako neuroprotektivní činidla. Erytropoetin (EPO) je známý jako růstový faktor, který udržuje počet cirkulujících erytrocytů. Biologická role EPO však byla rozšířena na další buňky, jako jsou neurony, mikroglie a astrocyty v mozku. Zdá se, že EPO potlačuje prozánětlivé cytokiny během progrese onemocnění, udržuje protizánětlivé cytokiny až do pozdního symptomatického stadia a nakonec se zdá, že oddaluje nástup symptomů a zachovává počet motorických neuronů. (7,8,9,10) Shluk diferenciace 163 (CD-163) - nový způsob sledování zánětu u ALS? CD-163 je scavengerový receptor (rozpoznává a vychytává makromolekuly), který označuje aktivaci monocytů a makrofágů. CD163 funguje pro makrofágy jako receptor pro komplexy hemoglobin-haptoglobin. Rozpustná forma receptoru se nazývá sCD163 a nachází se v plazmě a mozkomíšním moku, kde se zjistilo, že je regulována u celé řady zánětlivých onemocnění.

Silně zvýšené hodnoty (>20 mg/l) jsou pozorovány u onemocnění, jako je syndrom aktivující makrofágy, hemofagocytární syndrom a akutní selhání jater. Kromě toho hladina sCD163 odráží aktivitu onemocnění. U pacientů s rostoucími a vysokými hodnotami je zjištěna nepříznivá prognóza. Zvýšené hodnoty (5-20 mg/l) jsou pozorovány u onemocnění jater, sepse a Gaucherovy choroby. Septičtí pacienti s hodnotami vyššími než 10 mg/l mají 10x vyšší riziko úmrtí. Mírně zvýšené hodnoty (3-5 mg/l) jsou často pozorovány u zánětlivých infekčních stavů a ​​u rakoviny. (11,12,13,14) Pilotní data V laboratoři výzkumníků pilotní data (Kallestrup M et al, nepublikovaná data (15)) ukázala slibné výsledky. U 7 pacientů s ALS byla ve srovnání s kontrolami zvýšená hladina sCD163 v mozkomíšním moku. Kromě toho mají pacienti s definitivní i pravděpodobnou ALS zvýšenou hladinu sCD163. Tyto výsledky naznačují, že by měla být provedena rozsáhlejší studie hodnotící pacienty s ALS v časných i pozdějších fázích onemocnění.

Hypotéza Pacienti s ALS mají zvýšené hladiny sCD-163 v mozkomíšním moku a séru ve srovnání se zdravými subjekty a hladina souvisí se závažností onemocnění.

Účel Definovat koncentraci sCD-163 v mozkomíšním moku a séru u pacientů s ALS ve srovnání s kontrolami (pacienti s nespecifikovanými neurologickými příznaky). Dále budeme definovat koncentrace proteinu, glukózy, imunoglobulinového G indexu a dalších faktorů v míšním moku.

Metoda Populace ve studii Populace ve studii budou všichni pacienti s prokázanou a suspektní ALS na neurologickém oddělení, Aarhus University Hospital.

Pacienti s prokázanou ALS, kteří se účastní, podstoupí lumbální punkci jako součást této studie. Subjekty s podezřením na ALS podstoupí lumbální punkci v rámci své diagnostické práce a bude analyzována hladina sCD163 v jejich mozkomíšním moku.

Na Neurologické klinice Fakultní nemocnice Aarhus je přibližně 80 pacientů s prokázanou ALS. Očekáváme, že 50 z těchto pacientů je ochotno se zúčastnit a jsou způsobilí pro zařazení (31-08-2015). Dále očekáváme, že zahrneme 8 pacientů, u kterých bude během sledovaného období diagnostikována ALS na neurologickém oddělení Fakultní nemocnice Aarhus.

Kontroly zahrnují pacienty s různými neurologickými symptomy nebo onemocněními, kteří podstoupí lumbální punkci na neurologické klinice Fakultní nemocnice v Aarhusu v rámci diagnostického zpracování bez ohledu na tuto studii. Do konečných analýz budou zahrnuty pouze kontroly, které nakonec buď nemají žádné neurologické onemocnění, nebo neurologické onemocnění, o kterém se předpokládá, že nezahrnuje míšní mok. Očekáváme, že zahrneme 40–50 kontrol.

Nábor Účastníci obdrží písemné a ústní informace o studii. Ústní informace bude probíhat na neurologickém oddělení Fakultní nemocnice v Aarhusu. Kromě toho bude rozdána brožura „Forsøgspersoners rettigheder i et sundhedsvidenskabeligt forskningsprojekt“. Pacientům s podezřením na ALS poskytnou informace konzultanti na neurologickém oddělení. Kontroly a pacienti s prokázanou ALS získají informace od lékařů na neurologickém oddělení a studentky výzkumného ročníku Anne Sofie Vintherové.

Je možné si přivést doprovod a účastníkům je nabídnuta doba minimálně 24 hodin na zvážení účasti.

Bude požadován přístup k záznamům o pacientech, které budou poskytnuty v písemném informačním materiálu.

Pokud se objeví nové poznatky o nevýhodách účasti ve studii, budou účastníci neprodleně informováni. Účastník bude navíc informován, zda hodnocení v průběhu studie přinese poznatky o celkovém zdravotním stavu pacienta, pokud to pacient jednoznačně neodmítl.

Na konci studie je možné, aby účastníci kontaktovali koordinátora studie a získali informace o výsledcích studie.

Všichni účastníci obdrží informace o výzkumném projektu a budou požádáni, aby poskytli svůj obsah k účasti. Účast zahrnuje extrakci 5-6 ml míšního moku a vzorek krve (30 ml), který bude použit pro analýzu sCD-163.

Účastníci neobdrží žádnou formu platby, ale mohou získat náhradu za dopravu.

Kritéria pro zařazení:

ALS Pacienti s diagnózou ALS a pacienti s podezřením na ALS. Věk >18 Kontroluje věk >18

Kritéria vyloučení (pro všechny skupiny):

Akutní infekce včetně neuroinfekce Jiné poruchy, o kterých je známo, že mají zvýšené hladiny sCD163 Poruchy nebo léčby, které kontraindikují lumbální punkci. Jiné prokázané neurologické poruchy. Po celou dobu diagnostického zpracování a následně i výzkumného projektu tak budeme činit s ohledem na psychický a fyzický stav pacienta. Výzkumný projekt bude realizován podle zákona o zpracování osobních údajů a dále bude projekt zadán do společného regionálního informačního systému pro Region Midtjylland.

Analýza Míšní mok a sérum budou analyzovány na Oddělení klinické biochemie Fakultní nemocnice Aarhus. Vzorky míšní tekutiny a krve budou uloženy do výzkumné biobanky v Aarhuské univerzitní nemocnici. Plánuje se, že všechny biochemické analýzy budou provedeny při odběru všech vzorků. Na konci projektu budou vzorky pseudoanonymizovány. Vzhledem k možnosti rozvoje nových poznatků v této oblasti budou vzorky uloženy v biobance 5 let po ukončení tohoto projektu.

Koncentrace sCD-163 v míšním moku a séru budou analyzovány již zavedenými technikami na Oddělení klinické biochemie Fakultní nemocnice v Aarhusu.

Vyšetření Vyšetření se skládá z anamnézy a klinického vyšetření. Používáme Revidovanou funkční ratingovou škálu ALS (ALSFRS-R), která je hodnotícím nástrojem pro sledování progrese postižení u pacientů s ALS. V tomto projektu budou zahrnuty a použity informace z lékařského záznamu, včetně anamnézy, aktuálního užívání léků, výsledků biochemických analýz a zobrazení mozku, výsledků z ALSFRS-R, výsledků elektromyografie, abnormalit při klinických vyšetřeních a závěry z diagnostického zpracování.

Výkonové a statistické analýzy Protože pilotní data výzkumníků (n=7) ukázala 50% zvýšení hladiny CD163 v mozkomíšním moku u pacientů s ALS, očekává se, že zařazení 40 pacientů umožní detekci menšího rozdílu také v séru a vztazích mezi CD163 a klinické nálezy.

Pro statistické analýzy bude použit program ANOVA. V závislosti na normální distribuci dat budou použity parametrické nebo neparametrické testy. Ve všech statistických analýzách bude použita 5% hladina významnosti.

Perspektivy U ALS je důležité identifikovat prognostické biomarkery. Patologie ALS je stále neznámá, ale zdá se, že zásadním faktorem v tomto procesu je zánět. V několika studiích se ukázalo, že sCD163 je upregulován u široké škály zánětlivých onemocnění a spolu s výzkumnými slibnými pilotními daty je sCD163 potenciálním markerem ALS. (4) Hodnocení účinnosti léčiva u ALS zůstává klinicky založeno na měření rychlosti progrese onemocnění pomocí revidované škály hodnocení ALS (ALSFRS-R). Taková klinická měřítka mohou být necitlivá, zejména v raných stádiích procesu onemocnění. Vývoj spolehlivých kvantifikovatelných biomarkerů zůstává u ALS nepolapitelný a vývoj prognostických biomarkerů by byl zásadní pro efektivní hodnocení terapeutického činidla v raných fázích vývoje.

Etické úvahy Testy prováděné u pacientů zapojených do tohoto výzkumného projektu jsou lumbální punkce a vzorky krve.

Provádění lumbální punkce s sebou nese určitá rizika, mezi něž patří bolest hlavy po lumbální punkci s incidencí 12 %, nejčastější u mladších pacientů. Bolest hlavy má nejčastěji krátké trvání a lze ji vyléčit aplikací krevní náplasti. Kromě toho může lumbální punkce způsobit dočasnou bederní bolest a nahromadění krve pod kůží. Velmi nízké je riziko krvácení v epidurálním prostoru s útlakem míšních nervů a ještě nižší riziko infekcí (meningitida nebo meningoencefalitida). Je však důležité zdůraznit, že lumbální punkce je součástí rutinního diagnostického vyšetření na Neurologické klinice Fakultní nemocnice v Aarhusu.

S ohledem na nízké riziko tohoto projektu, špatnou prognózu onemocnění a potenciál zlepšit diagnostiku a léčbu budoucích pacientů s ALS považujeme tento projekt za eticky přijatelný.

Publikace Budou publikovány pozitivní, negativní i neprůkazné výsledky této studie. Výsledky budou napsány v článku pro publikaci v anglicky psaném recenzovaném časopise.