Metabolomika: Nový nástroj pro zkoumání patogeneze věkem podmíněné makulární degenerace (AMDMetab)

Věkem podmíněná makulární degenerace (VPMD) je hlavní příčinou slepoty dospělých ve vyspělých zemích a třetí příčinou globální slepoty. Jde o onemocnění stárnutí očí s obrovským dopadem na každodenní kvalitu života. Klinicky je AMD progresivní onemocnění, které se vyvíjí od časných do pozdních stádií – geografická atrofie (GA) nebo choroidální neovaskularizace (CNV). GA v současné době nemá žádnou léčbu a CNV vyžaduje několik nákladných intravitreálních injekcí. Pacienti s pozdními stádii AMD představují pro společnost obrovskou ekonomickou zátěž s enormními léčebnými i nelékařskými náklady.

Předvídání progrese je proto nanejvýš důležité. Bylo zjištěno, že progrese AMD má multifaktoriální povahu, kombinuje fenotypové a několik environmentálních a genetických rizikových faktorů. Byly učiněny pokusy zahrnout různé rizikové faktory do teoretických předpovědních modelů, ale nejsou praktické v klinickém prostředí a nevysvětlují biologické interakce. V současné klinické praxi se tedy predikce rizika stále posuzuje na fenotypovém základě, bez ohledu na multifaktoriální povahu AMD.

Novým přístupem, který může umožnit integraci všech interagujících faktorů AMD, je metabolomika, simultánní multiparametrické měření metabolických změn v živých organismech jako reakce na poruchy (nemoc, strava, prostředí, jiné). Hodnota metabolomiky v lékařském výzkumu se jasně ukázala díky několika studiím o rakovině, kardiovaskulárním onemocnění a Alzheimerově chorobě (AD), přičemž Alzheimerova choroba (AD) sdílí společné cesty s AMD, stejně jako zvýšením investic do této oblasti. Metabolom odráží probíhající biochemické procesy, a proto vytváří otisk zdravotního stavu organismu v daném čase, který lze měřit pomocí nukleární magnetické rezonance (NMR) spektroskopie a/nebo hmotnostní spektrometrie (MS). Předchozí práce výzkumného týmu ukázala, že metabolomika může být také mocným nástrojem pro studium AMD, což umožňuje identifikaci specifických plazmatických metabolomických profilů u AMD, které se liší podle stadií závažnosti a jsou primárně lipidovými metabolity spojenými s glycerofosfolipidovými a sfingolipidovými cestami. stejně jako puriny Současná studie dále objasní roli metabolomiky v porozumění AMD a také identifikuje potenciální biologicky robustní biomarkery, které mohou řešit problém predikce progrese. Výzkumníci předpokládají, že plazmatický a močový metabolomický profil jedinců, kteří progredují během pětiletého období (progresoři), je odlišný od těch, kteří zůstávají ve stejném stádiu závažnosti AMD (neprogresoři). Na základě našich předběžných údajů vědci předpokládají, že panel metabolitů bude rozlišovat tyto dvě skupiny (progresory vs neprogresory), a že se většinou budou skládat z lipidů a aminokyselin.

K dosažení těchto cílů budou přijati subjekty, které se zúčastnily předchozí prospektivní studie naší skupiny o metabolomice AMD. Způsobilými subjekty budou všichni, kteří se zúčastnili studie IN654 (v období od ledna 2015 do července 2016). Ty budou vyvolány a progrese bude fenotypově hodnocena, čímž budou definovány skupiny progresivních a neprogresivních AMD.

Metabolomické signatury progrese AMD a onemocnění položí cestu pro budoucí definici metabolických biomarkerů progrese, které mohou představovat rychlou, spolehlivou a potenciálně dostupnou metodologii predikce progrese. Celkově by tento přístup měl nabídnout příležitost k identifikaci nových cenných doplňkových nástrojů pro rutinní klinické hodnocení. To umožní lékařské intervence založené na preventivních strategiích ke snížení progrese do stádií slepoty, což v konečném důsledku také sníží společenské náklady AMD.

Předběžná data Výzkumný tým byl průkopníkem aplikace metabolomiky při studiu AMD ve všech fázích a v roce 2015 tým AIBILI získal a shromáždil základní údaje o celkem 295 subjektech (242 pacientech s AMD a 53 kontrolách). Tato studijní kohorta bude odvozena z této studované populace.

Výzkumníci rozsáhle publikovali hypotézu, že metabolomické profily se v různých stádiích AMD liší. V nejnovější práci, která zahrnuje celou studovanou populaci, byly použity metaanalýzy ke kombinaci dat z různých kohort. Tato práce poskytuje další důkazy, že pacienti s AMD mají ve srovnání s kontrolami změněný plazmatický metabolomický profil a že tyto profily se liší podle závažnosti onemocnění. Výsledky ukázaly, že 28 metabolitů se významně lišilo mezi pacienty s AMD oproti kontrolám (hodnota q míry falešného objevu (FDR): 4,1 x 10-2 - 1,8 x 10-5) a 67 napříč stádii onemocnění (hodnota FDR q: 4,5 x 10 -2 - 1,7 x 10-4). Analýza dráhy ukázala významné obohacení metabolismu glycerofosfolipidu, purinu, taurinu a hypotaurinu a dusíku (p-hodnota < 0,04).

Pro posouzení výkonnosti modelů s ohledem na informace o metabolitech bylo provedeno hodnocení provozní křivky (ROC). Oba modely zvažující změny metabolitů napříč stádii onemocnění (AUC = 0,815; 95% CI: 0,771-0,860) a model porovnávající pacienty s AMD oproti kontrolám (AUC = 0,789; 95% CI: 0,738-0,840) překonal (p-hodnota = 3,74 x 10-6 a p-hodnota = 2,07 x 10-4, v tomto pořadí) klasičtější model zohledňující samotné demografické kovariáty (AUC = 0,725; 95% CI: 0,671-0,779) To je důkaz, že metabolomika může být užitečným nástrojem pro longitudinální studium progrese AMD.

Obecný design výzkumu Pět let po první metabolomické studii AMD budou všichni účastníci pozváni k účasti na této studii.

Všichni účastníci budou pozváni, aby přišli do AIBILI, aby provedli studijní postupy, které zahrnují barevné fotografie pozadí (CFP), SD-OCT a OCT s rozmítaným zdrojem (SS-OCT). Kromě toho budou také vyzváni, aby odpověděli na ověřený dotazník o frekvenci jídla (FFQ)19 a na dotazník o jejich pravidelné fyzické aktivitě. Budou registrovány systémové komorbidity a současná medikace. Budou odebrány vzorky krve a moči pro metabolomické profilování. Funkční testování s mikroperimetrií a adaptací na tmu bude nabízeno jako doplňkový volitelný studijní postup.

Poté bude získaný CFP klasifikován. Podle postupů pro klasifikaci studie IN654 budou všechny CFP standardizovány pomocí softwaru vyvinutého naší skupinou. Dva nezávislí hodnotitelé, maskovaní na jakákoli jiná data, budou hodnotit staging AMD u všech očí podle klasifikace AREDS.21 Každé oko pacienta bude hodnoceno samostatně, a pokud se bude lišit, nejpokročilejší oko bude považováno za klasifikaci pro daný subjekt. Bude porovnána dříve provedená klasifikace studie IN654. Progresoři budou definováni jako pacienti, kteří: (i) byli původně klasifikováni jako časná AMD a po pěti letech mají střední nebo pozdní AMD; ii) původně byla klasifikována jako středně pokročilá AMD a měla o pět let později AMD. Nepostupující budou definováni jako ti, kteří zůstanou ve stejné fázi AMD při pětileté návštěvě.