Role mozkově specifických biomarkerů u hydrocefalu

V současné době se studuje několik biomarkerů poškození nervové tkáně, které by v budoucnu mohly potenciálně sloužit jako senzitivní a specifické biomarkery. Patří mezi ně neurofilamentní lehký řetězec (NfL), enoláza specifická pro neurony (NSE), protein S100 a protein tau.

A) Lehký neurofilamentní řetězec (NfL) a neurofilamentní těžký řetězec (NfH):

Neurofilamenta (Nfs) jsou cylindrické proteiny nacházející se výhradně v neuronální cytoplazmě. Za normálních podmínek se z axonů uvolňují pouze nízké hladiny neurofilamentního lehkého řetězce (NfL). Zvýšené hladiny NfL byly pozorovány v reakci na axonální poškození v centrálním nervovém systému (CNS) v důsledku zánětlivých, neurodegenerativních, traumatických nebo vaskulárních příčin, zejména u starších jedinců. NfL je nejrozpustnější podjednotka neurofilament, díky čemuž je její měření spolehlivější než u jiných podjednotek.

Koncentrace NfL v mozkomíšním moku je vyšší u pacientů s neurologickými poruchami ve srovnání se zdravými kontrolami. Podobné nálezy byly hlášeny ohledně hladin NfL v séru. Role NfL jako biomarkeru byla prokázána u stavů, jako je roztroušená skleróza (MS), Alzheimerova choroba (AD), frontotemporální demence (FTD), amyotrofická laterální skleróza (ALS), atypické parkinsonské poruchy (APD) a traumatické poranění mozku. (TBI). V menší míře byl také studován u Creutzfeldt-Jakobovy choroby a neurologických komplikací infekce HIV, kde dosahuje velmi vysokých koncentrací v mozkomíšním moku, dále u Huntingtonovy choroby (HD) a normotenzního hydrocefalu (NPH nebo iNPH). Proto se jeho implementace v klinické praxi dostává do širšího povědomí. Je pozorována silnější korelace mezi hladinami NfL a ALS ve srovnání s NfH, i když role NfH dosud nebyla tak extenzivně stanovena.

B) Protein S100:

Protein S100 patří do velké rodiny proteinů vázajících vápník a je dobře zavedeným biomarkerem v mnoha oblastech medicíny. Zejména protein S100B je uznávaným biomarkerem u neurodegenerativních onemocnění. Několik studií ukázalo významné zvýšení hladin S100B v případech hydrocefalu. Vztah mezi hladinami S100B a klinickým průběhem však není dostatečně prozkoumán.

C) Enoláza specifická pro neurony (NSE) NSE je izoenzym v glykolytické dráze. Zvýšené hladiny NSE byly popsány u pacientů s poraněním mozku nebo mrtvicí. Jeho poločas v séru je přibližně 48 hodin. Zvýšené hladiny S100B i NSE po úrazech jsou spojeny s nepříznivým výsledkem a větším rozsahem poškození mozkové tkáně. V nedávné studii Mehmedika-Suljić et al. byla zjištěna nevýznamně nižší hladina NSE u pacientů s hydrocefalem ve srovnání se zdravými kontrolami. Existuje omezený počet studií zaměřených na význam NSE a její klinický význam u NPH.

D) Tau protein a beta-amyloid:

Idiopatický hydrocefalus normálního tlaku (iNPH) a Alzheimerova choroba (AD) se úzce překrývají, protože oba stavy zahrnují abnormální ukládání toxických vedlejších produktů cerebrálního metabolismu v mozku, jako je amyloid-beta 1-42 (amyloid-β 1-42 ) a protein Tau. Důkazy ze studií mozkové tkáně dokonce naznačují, že iNPH by mohl být považován za model onemocnění Alzheimerovy choroby. Bylo také prokázáno, že Alzheimerova choroba je silným prediktorem nereagujícího iNPH. Nedávné studie dokonce předpokládají, že posledním krokem v neurodegeneraci je patologická cerebrální agregace toxických vedlejších produktů metabolismu mozku způsobená narušeným odstraňováním těchto odpadních produktů, jako je ukládání amyloidu-β 1-42 a Tau u Alzheimerovy choroby a α-synukleinu v Parkinsonova choroba.

Vzhledem k úzkému spojení mezi iNPH a jinými demencemi, jako je Alzheimerova choroba a Parkinsonova choroba, by hladiny biomarkerů neurodegenerace v mozkomíšním moku nebo krvi mohly být potenciálně použity k rozlišení mezi responzivním iNPH a shuntem nereagujícím iNPH. V tomto ohledu byly dříve navrženy biomarkery, jako je celkový Tau (T-Tau) a amyloid-p 1-42, aby napomáhaly této diferenciaci.

Závěrem lze říci, že NfL, protein Tau a beta-amyloid se jeví jako slibné biomarkery, které v mnoha případech plní roli markeru nejen pro identifikaci poškození neuronů, jako např. v případě pooperačního deliria, ale i pro regulérní sledování jejich úrovně. U stavů, jako je roztroušená skleróza (RS), by pravidelné sledování těchto biomarkerů mohlo sloužit jako vodítko při monitorování léčby, úpravách léků nebo včasné identifikaci recidiv subklinického onemocnění. Tento princip by teoreticky mohl být aplikován i na jiná neurodegenerativní onemocnění.

Podle některých autorů se tyto biomarkery zdají být citlivější a specifičtější pro poškození neuronů než například C-reaktivní protein. Jsou tedy příslibem nejen pro monitorování léčby, ale také jako časné identifikátory subklinického relapsu onemocnění. Dostupná literatura nenaznačuje významnou genderovou variabilitu těchto biomarkerů. Existuje však známá výchozí hodnota, která se mění s věkem.

Dále všechny zmíněné biomarkery mají potenciál rozlišovat mezi shunt-responzivní a non-responzivní iNPH, což je zásadní prediktivní role v diagnostickém a terapeutickém procesu iNPH.