Metabotropiske receptorer til glutamat type 3 ved Parkinsons

I de senere år har adskillige neurofysiologiske undersøgelser karakteriseret ændringerne af frivillig bevægelse og de patofysiologiske mekanismer af MP. Kinematiske undersøgelser har vist, at ud over bradykinesi, som bogstaveligt betyder opbremsning af bevægelsen, er frivillige bevægelser ved PD karakteriseret ved reduceret amplitude (hypokinesi), ændret rytmicitet (dysrytmi) og progressivt fald i amplitude og hastighed under udførelsen af ​​gentagne bevægelser (sekvens effekt). Nylige beviser tyder også på, at karakteristika ved frivillig bevægelse kan variere i de forskellige stadier af PD. Det er for eksempel blevet observeret, at i tidlige stadier af sygdom, dvs. er kendetegnet ved reduceret amplitude og hastighed og effektsekvensen, uden væsentlige ændringer i bevægelsesrytmen. I de fremskredne stadier af PD er bevægelse karakteriseret ved et markant fald i amplitude og hastighed og af en ændret bevægelsesrytme, men ikke af sekvenseffekten.

TMS er en neurofysiologisk teknik, der tillader den ikke-invasive undersøgelse af forskellige fysiologiske mekanismer af M1 hos mennesker. Stimulering, leveret i enkeltstimuli, gør det for eksempel muligt at evaluere neurofysiologiske parametre såsom motoriske tærskler, amplituden af ​​motoriske fremkaldte potentialer (MEP'er) og den såkaldte input-output rekrutteringskurve for MEP'er, dvs. parametre, der afspejler den overordnede excitabilitet af corticospinal system. TMS leveret i par af magnetiske stimuli gør det muligt at evaluere yderligere parametre, såsom intracortical inhibering med korte intervaller (SICI) og intracortical facilitation (ICF), dvs. parametre, der afspejler excitabiliteten af ​​inhiberende og faciliterende kortikale interneuroner. I de senere år er yderligere protokoller blevet udviklet ved hjælp af den gentagne stimulering af M1 for at inducere varige ændringer i amplituden af ​​MEP'er, der menes at afspejle mekanismerne for synaptisk plasticitet, svarende til lignende fænomener observeret i forsøgsdyret. Især er teknikken til associativ stimulation (PAS) baseret på perkutan elektrisk stimulering af den perifere nerve og samtidig stimulering af M1 ved hjælp af TMS ved visse inter-stimuleringsintervaller (25ms eller 10ms) for at inducere varige ændringer, i en faciliterende eller hæmmende mening, i MEP'ernes amplitude. Adskillige TMS-studier er blevet udført i PD-patienter i de senere år. Blandt de vigtigste observerede resultater er ændret excitabilitet af M1, især en reduceret SICI og reduceret synaptisk plasticitet, testet med PAS-teknikken eller andre metoder. For nylig har vi også observeret, at nogle ændringer af excitabilitet og plasticitet af M1 korrelerer med specifikke kinematiske ændringer af bevægelse hos PD-patienter, hvilket tyder på, at neurofysiologiske ændringer af M1 bidrager til patofysiologien af ​​bradykinesi. Ud over den centrale rolle, der spilles af et dopaminergt underskud i MP, tyder nyere bevis på en mulig involvering af neurotransmitteren glutamaterge system.

HOVEDANTAGELSER OG MÅL

Hypotese:

Tidligere undersøgelser har observeret sammenhænge mellem den reducerede kortikale hæmning og reducerede synaptiske plasticitet af M1 og den samlede sværhedsgrad af PD evalueret med standardiserede kliniske skalaer og kinematiske bevægelsesanalyseteknikker. I denne undersøgelse vil vi relatere metabotropiske type 3 glutamatreceptorpolymorfier (mGlu3) til sværhedsgraden af ​​motoriske og ikke-motoriske symptomer, kortikal plasticitet og andre neurofysiologiske parametre hos patienter med PD.

Foreløbige data:

Tidligere observationer opnået i vores laboratorium har vist, at den kinematiske undersøgelse i PD er en gyldig teknik til objektivt at dokumentere forskellige ændringer af frivillig bevægelse, herunder bradykinesi, hypokinesi, ændret rytmicitet og sekvenseffekt. Disse karakteristika kan ændre sig på forskellige stadier af PD. For eksempel er det blevet observeret, at i de tidlige stadier af sygdom er gentagne fingerbevægelser karakteriseret ved reduceret amplitude og hastighed og af sekvenseffekten uden væsentlige ændringer i bevægelsens rytme. I de fremskredne stadier af PD er bevægelse karakteriseret ved et markant fald i amplitude og hastighed og en ændret bevægelsesrytme, men ikke af sekvenseffekten. Kinematiske undersøgelser af patienter med PD har også gjort det muligt objektivt at kvantificere virkningerne af dopaminerg substitutionsterapi på de forskellige ændringer, der karakteriserer PD. De objektive virkninger af dopaminerg terapi på de forskellige ændringer af frivillig bevægelse, kvantificeret ved kinematiske undersøgelser, er variable. Især er det gentagne gange blevet observeret, at sekventeringseffekten hos patienter med PD ikke forbedres signifikant efter administration af dopaminerge lægemidler. Tidligere observationer opnået i TMS-studier har også vist ændret M1-excitabilitet hos patienter med PD, herunder for eksempel reduceret SICI og reduceret synaptisk plasticitet, testet med PAS-teknikken eller andre metoder. I nogle tilfælde er det blevet observeret, at administrationen af ​​dopaminerge lægemidler er i stand til at normalisere ændringerne af neurofysiologiske parametre for M1 i PD, resultaterne er imidlertid variable. For nylig har vi observeret, at nogle ændringer af excitabilitet og plasticitet af M1 korrelerer med specifikke kinematiske ændringer af bevægelse hos PD-patienter, hvilket tyder på, at neurofysiologiske ændringer af M1 bidrager til patofysiologien af ​​bradykinesi.

Mål:

I den nuværende monocentriske observationsundersøgelse foreslår efterforskerne at:

A) At udføre en nøjagtig karakterisering af ændringerne af den frivillige bevægelse hos patienter med PD gennem brug af standardiserede kliniske skalaer og et computeriseret system til objektiv analyse af den frivillige bevægelse og en detaljeret undersøgelse af mulige neurofysiologiske ændringer af M1 hos patienter med PD, gennem brug af TMS-teknikker.

B) Evaluer metabotropiske type 3 glutamatreceptorpolymorfier (mGlu3) hos PD-patienter.

C) Undersøg mulige sammenhænge mellem type 3 metabotropiske glutamatreceptorpolymorfier (mGlu3), kliniske evalueringsskalaer, ændringer af kinematiske bevægelsesparametre og neurofysiologiske parametre for M1.

METODOLOGI OG EKSPERIMENTEL DESIGN Studiet involverer rekruttering af 20 PD-patienter, diagnosticeret efter gældende kliniske kriterier, og 20 raske kontrolpersoner. Patienter med motoriske udsving og dyskinesi vil blive udelukket. Rekruttering af patienter og kontrolpersoner vil blive udført på IRCCS NEUROMED Institute, Pozzilli (IS). Alle PD-patienter vil gennemgå blodprøver for at vurdere metabotropiske glutamat type 3 (mGlu3) receptorpolymorfismer. Alle undersøgelsesdeltagere vil give informeret samtykke til de eksperimentelle procedurer, som vil blive godkendt af den lokale etiske komité og udført i overensstemmelse med Helsinki-erklæringen.

Standardiserede kliniske skalaer og et computeriseret system til objektiv analyse af frivillig bevægelse vil blive brugt til at karakterisere ændringer af frivillig bevægelse hos PD-patienter. Med dette system vil bevægelserne af overekstremiteterne blive undersøgt, efter instruktionerne dikteret af den skala, der er mest udbredt i dag i det kliniske miljø, nemlig den nye version af UPDRS, fremmet af Movement Disorder Society. Fingrenes gentagne bevægelser vil blive undersøgt ved at invitere patienten til at banke sin pegefinger på sin tommelfinger. For hver prøvning skal bevægelserne udføres i 15 sekunder efter hinanden. Der vil blive lavet tre optagelser for hver sats. Deltagerne vil blive opfordret til at gøre bevægelserne så hurtige og brede som muligt. Bevægelserne vil blive analyseret på den mest berørte side. Det computeriserede analysesystem vil tillade objektivt at ekstrapolere parametrene relateret til hastighed, amplitude, bevægelsens rytme og effekt-sekvens.

Studiet af neurofysiologiske ændringer af M1 vil blive udført ved hjælp af TMS-teknikken. Ved at udstøde enkelte magnetiske stimuli vil der blive udført en måling af parametre, der afspejler excitabiliteten af ​​den corticospinal pathway, dvs. måling af motoriske tærskler og af input-output rekrutteringskurven. Ved at levere magnetiske stimuli i par, i henhold til et tilstandstestparadigme, vil der blive målt med interstimulusintervaller fastsat til 2-4-10 og 15ms parametre, der afspejler excitabiliteten af ​​intrakortikale kredsløb af inhiberende (SICI) og faciliterende (ICF) type. . Endelig vil PAS-teknikken blive brugt til at studere mekanismerne for synaptisk plasticitet af M1. PAS bruger perifer nervestimulation (perkutan elektrisk stimulation) og M1 (TMS) med et inter-stimuleringsinterval fastsat til 25ms. Under PAS-teknikken leveres 225 stimuli globalt med en frekvens på 0,4 Hz og i en samlet varighed på 15 minutters stimulering.

Patienter med PD vil blive undersøgt i en enkelt eksperimentel session, mindst tolv timer efter suspensionen af ​​dopaminerge lægemidler (OFF session). Raske kontrolpersoner vil blive evalueret i en enkelt eksperimentel session.

BETYDNING OG INNOVATION Det vigtigste innovative aspekt af undersøgelsen er den integrerede tilgang, der involverer brugen af ​​både teknikker til kinematisk analyse af bevægelse og teknikker til ikke-invasiv hjernestimulering. Det nuværende arbejde kunne derfor give mulighed for at uddybe den nuværende viden og opnå fremskridt med hensyn til at forstå de patofysiologiske mekanismer, der ligger til grund for den ændrede motoriske kontrol hos patienter med PD.

UDSTYR OG RESSOURCER Undersøgelsen vil blive udført på IRCCS NEUROMED Institute, Pozzilli (IS). Instituttet har materialet til at udføre undersøgelsen og især: det optoelektroniske system af infrarøde kameraer (sampling rate, 120Hz), (SMART motion system, BTS Engineering, Milano, Italien) til kinematisk evaluering; den dedikerede software til kinematisk dataanalyse (SMART Analyzer, BTS Engineering, Milano, Italien); to Magstim magnetiske stimulatorer (Magstim Company, Withland, UK) til enkelt- og dobbeltstimulering magnetisk stimulering og en DS7 Digitimer elektrisk simulator (Digitimer, UK) til PAS-stimulering; en D 360 Digitimer forstærker (Digitimer, UK) og en AD 1401 plus analog-til-digital konverter (Cambridge Electronic Design, UK) til optagelse af det elektromyografiske signal; en dedikeret software (Signal® version 4.00, Cambridge Electronic Design, UK) til off-line analyse af det elektromyografiske signal.

TRANSLATIONEL RELEVANS AF UNDERSØGELSEN Resultaterne af undersøgelsen kunne være nyttige til en bedre forståelse af de patofysiologiske mekanismer, og især af involveringen af ​​M1, på grundlag af ændringerne af frivillig bevægelse i MP. Resultaterne af undersøgelsen kan også være nyttige til at udvikle mulige behandlinger, baseret på brugen af ​​subtype-selektive agonister og positive allosteriske modulatorer af metabotropiske glutamat type 3-receptorer (mGlu3).