Vliv bezlepkové diety na propustnost hematoencefalické bariéry u pacientů s CIS

Pozadí:

Předpokládá se, že narušení hematoencefalické bariéry (BBB) ​​hraje kritickou roli v patogenezi roztroušené sklerózy (MS). Cramer a kol. (2014) zjistili zvýšenou permeabilitu BBB u pacientů s RS ve srovnání se zdravými kontrolami (HC), přičemž hodnoty byly vyšší u případů s nedávnými relapsy (1). Kromě toho může propustnost BBB přispět k předpovědi konverze optické neuritidy (ON) na RS (2). Ve stejné studii byly nalezeny významné korelace mezi permeabilitou BBB, počtem leukocytů a hladinami chemokinu CXCL10 v mozkomíšním moku (CSF). Předpokládá se, že chemokiny přispívají k patogenezi MS tím, že přitahují populace leukocytů do CNS.

Sørensen a kol. (1999) nalezli zvýšené hladiny cytokinů CXCL9, CXCL10 a CCL5 spolu s jejich receptory CXCR3 a CCR5 na leukocytech v CSF pacientů s RS během záchvatů (3). CXCR3 je exprimován v lidských enterocytech, endoteliálních buňkách v BBB a řadě imunitních buněk. Zvýšená exprese CXCR3 byla také měřena na T buňkách od pacientů s RS ve srovnání s HC a u pacientů během relapsů ve srovnání s remisí (4). Bylo prokázáno, že expozice buněčných linií střevního epitelu gliadinu aktivuje chemokinový receptor CXCR3, a tím vede k uvolnění zoulinu (5). Experimenty ex vivo ukázaly, že zoulin, který byl identifikován jako pre-haptoglobin 2, vede k reverzibilní redukci transepiteliální elektrické rezistence (TEER) myší sliznice tenkého střeva v závislosti na čase a dávce (6). Předpokládá se, že účinky zoulinu na propustnost střeva jsou způsobeny narušením integrity těsného spojení.

Pilotní studie (7) prokázala vyšší podíl jedinců se zvýšenou propustností střeva mezi pacienty s RS ve srovnání s HC odpovídající pohlaví. Randomizovaná klinická studie prokázala příznivé účinky bezlepkové diety (GFD) na roční míru relapsů, aktivitu lézí a rozšířenou škálu stavu postižení (EDSS) u pacientů s relaps-remitující RS (RRMS) ve srovnání s běžnou dietou (8 ). Navíc nálezy významně vyšších titrů IgA proti gliadinu, lepku a kaseinu u pacientů s RS ve srovnání s HC by mohly naznačovat roli nutričních faktorů u RS (8).

Je prokázána role lepku v patogenezi celiakie (CD). U CD vede dietní příjem lepku k rozvoji autoprotilátek proti enzymu transglutamináza 2 (TG2). Pitvy bílé hmoty prokázaly imunoreaktivitu TG2 v astrocytech z aktivovaných lézí RS (9). Kromě toho léčba inhibitory TG2 vedla ke zmírnění demyelinizace a klinických deficitů u potkanů ​​s chronicky se opakující experimentální autoimunitní encefalomyelitidou (EAE) (10). Bylo také zdokumentováno, že GFD chrání před diabetem 1. typu (T1D) u myší (11) a prodlužuje asymptomatické období po diagnóze T1D u lidí (12).

Konečně bylo prokázáno, že fragmenty gliadinu přímo stimulují produkci TNF-a a IL-8 v lidských monocytech (13). Bylo také prokázáno, že TNF-α má regulační účinek na zoulin a zvyšuje permeabilitu endoteliálních a epiteliálních buněčných vrstev (14), což by mohl být nepřímý mechanismus, jehož prostřednictvím může lepek indukovat změny střeva a možná také permeability BBB. Vysoký příjem lepku by tak mohl nejen zvýšit příliv antigenů, ale také aktivovat dráhy vrozeného imunitního systému. To může teoreticky přispět k vytvoření zánětlivého prostředí a tím usnadnit aktivaci autoreaktivních T buněk. Dalo by se předpokládat, že role lepku v autoimunitě není omezena na samotný lepek, který je rozpoznán jako antigen lidmi se specifickými genotypy HLA, ale lepek může také zvýšit riziko ztráty tolerance vůči jiným antigenům.

Účel:

Cílem studie je zjistit, zda GFD může přispět ke snížení permeability BBB u pacientů s ON, jiným klinicky izolovaným syndromem (CIS) a RS. Dále se studie snaží identifikovat možné účinky GFD na markery systémového zánětu i zánětu CNS. Nakonec se měří propustnost střeva, aby se zjistilo, zda existují nějaké korelace mezi propustností střeva a BBB, stejně jako zánětlivým stavem ve střevě a CNS. Vyhodnocení účinků příjmu lepku na progresi onemocnění by mohlo přispět k identifikaci zásadních mechanismů, které jsou základem patogeneze CIS a RS, řídit budoucí výzkum a navrhovat nové, optimalizované léčebné protokoly.

Hypotéza:

Lepek může zvýšit propustnost střeva a tím zvýšit příliv antigenu pravděpodobně aktivací CXCR3 na enterocytech. Zvýšená permeabilita střeva, zánět střev a absorpce větších molekul gliadinu mohou být spojeny se zvýšenou permeabilitou BBB. Aktivace endoteliálních buněk BBB může vést ke ztrátě integrity těsného spojení, ale také ke zvýšené expresi integrinu a tím ke zvýšené extravazaci imunitních buněk do CNS.

Očekávaná hodnota výzkumu:

Studie může přispět k lepšímu pochopení patologií ON a RS a poskytnout základ pro vývoj nových léčebných protokolů. Provádění výzkumu založeného na důkazech týkajících se možných účinků příjmu lepku na progresi autoimunitních onemocnění sníží dezinformace a také osvětlí praktické výzvy spojené s prováděním dietních intervencí pro účely léčby. Studie je schválena Vědeckou etickou komisí.

Metody:

Studie je klinicky kontrolovaná, otevřená, intervenční studie zahrnující 40 pacientů s nově diagnostikovaným CIS nebo RS. Pacienti budou rozděleni do intervenční skupiny a kontrolní skupiny, každá po 20 pacientech. Intervenční skupina bude abstinovat od lepku po dobu šesti měsíců, zatímco pacienti v kontrolní skupině si zachovají své obvyklé stravovací návyky. Před a po období zásahu budou provedena různá měření. Tyto zahrnují:

• Antropometrická měření: provedena za účelem sledování možných účinků GFD na složení těla účastníků.
• Průzkumy stravy a životního stylu: slouží ke sledování stravovacích návyků účastníků, kouření, cvičení, fyzické aktivity, spánkového režimu a kvality života.
• Klinická opatření: Relapsy, rozšířená škála stavu postižení (EDSS), diagnóza RS, léčba modifikující onemocnění, počet lézí T2 a zatížení lézí. Stav léčby a nedávné relapsy budou použity jako kovarianty v logistické regresní analýze.
• Dynamická kontrastní magnetická rezonance: používá se k měření propustnosti BBB v několika podtypech tkání (normálně se objevující bílá hmota a šedá hmota a léze MS) segmentované na T2 FLAIR a 3D T1 vážených snímcích s vysokým rozlišením. Sleduje se počet nových nebo zvětšujících se lézí.
• Test střevní propustnosti: provádí se za účelem měření střevní propustnosti a absorpční kapacity.
• Lumbální punkce: používá se ke stanovení aktivity onemocnění v CNS. Analýzy zahrnují pre-haptoglobin 2, oligoklonální pásy, TNF-a, IL-lp, IL-8, INF-y, CXCL9, CXCL10, CCL5, počty imunitních buněk, expresi CXCR3 na imunitních buňkách.
• Vzorky krve: slouží ke stanovení stupně zánětu mimo CNS a diagnostice celiakie. Analýzy zahrnují S100β, pre-haptoglobin 2, protilátky proti gliadinu, CRP, TNF-α, IL-1β, INF-γ, počty imunitních buněk, expresi CXCR3 na imunitních buňkách, endotoxin, protein vázající střevní mastné kyseliny, 25-( OH)-cholekalciferol.
• Vzorky stolice: používají se k měření profilování střevní mikroflóry a mastných kyselin s krátkým řetězcem.

BBB a střevní propustnost nebudou měřeny pouze pomocí MRI skenu a testu střevní permeability, ale také pomocí biomarkeru zoulinu. Za povšimnutí stojí, že naše měření zoulinu v CSF (pro BBB permeabilitu) a séru (pro střevní propustnost) budou provedena ve spolupráci s odborným asistentem Dr. nekomerčně, patentovaná protilátka vyráběná společností Biorad pro tento účel. Každý jiný test používaný ve vědecké komunitě měří jak haptoglobin, tak zoulin, zatímco náš test měří pouze zoulin, a proto se vyznačuje zvýšenou přesností.

Očekávané výsledky:

Očekává se, že bezlepková dieta zmírní příznaky CIS, zlepší kvalitu života a sníží riziko progrese CIS v RS. Mechanicky se očekává, že se to projeví prostřednictvím normalizované BBB a střevní permeability, snížení aktivity lézí a tlumení aktivity dříve hyperaktivního imunitního systému. Pokud se naše hypotéza prokáže jako správná, pacienti s RS a CIS by měli být informováni o výsledcích studie a možnost sledování GFD by se potenciálně mohla stát součástí standardizované léčby pacientů v nemocnicích.

Zveřejnění výsledků:

Výsledky budou publikovány nezávisle na výsledku studie. Budou zveřejněny pozitivní, negativní i neprůkazné výsledky. Očekává se, že výsledky budou publikovány v recenzovaných mezinárodních časopisech.