Kann in Gewebe/Blut gefundenes E-Cadherin bei der Identifizierung und Überwachung von Patienten mit auf Post-Protonenpumpenhemmer (PPI) ansprechendem Sodbrennen wertvoll sein?

Das Symptom Sodbrennen war einst ein zuverlässiger Indikator für die gastroösophageale Refluxkrankheit (GERD), und als solche würden Patienten vorhersehbar auf eine Säurehemmung ansprechen. In der Welt der Post-Protonenpumpenhemmer (PPI) trifft keine dieser Aussagen zu, da viele Patienten mit Sodbrennen Symptome haben, die durch Mechanismen vermittelt werden, die nichts mit der luminalen Säure der Speiseröhre zu tun haben, z. funktionelle Erkrankung, viszerale Überempfindlichkeit oder Aktivierung von Dehnungsrezeptoren der Speiseröhre. Folglich sprechen diese Probanden nicht auf PPI an [1-3]. Da PPI-responsive und PPI-refraktäre Patienten mit Sodbrennen in der Vorgeschichte nicht zu unterscheiden sind, ist es schwierig zu bestimmen, welche Patienten, die auf PPI nicht ansprechen, auf höhere Dosen eines PPI ansprechen. Wenn Personen auf eine PPI-Therapie ansprechen, korreliert die Symptomreaktion außerdem möglicherweise nicht mit der Läsionsheilung, was einen systemischen Heilungsmarker sehr wünschenswert macht. Die Läsionsheilung ist besonders problematisch, da die histopathologische Läsion, die am besten mit Sodbrennen korreliert, das Vorhandensein erweiterter interzellulärer Räume (DIS) im Ösophagusepithel ist, die mit der Standardendoskopie nicht erkannt werden können und am zuverlässigsten durch die Durchführung einer Transmissionselektronenmikroskopie nachweisbar sind [4- 7]. Folglich wäre es wünschenswert, einen objektiven Marker für eine säurevermittelte Schädigung des Ösophagusepithels zu haben, der diejenigen mit PPI-responsivem Sodbrennen identifizieren und die Heilung von säuregeschädigtem Epithel nichtinvasiv bestimmen könnte.

DIS im Ösophagusepithel wurde als frühes histopathologisches Merkmal der gastroösophagealen Refluxkrankheit (GERD) etabliert. Diese elektronenmikroskopische Läsion ist sowohl bei erosiven als auch bei nichterosiven Formen von GERD vorhanden und resultiert aus einer Säureschädigung des interzellulären Verbindungskomplexes, der die parazelluläre Permeabilität innerhalb des Ösophagusepithels steuert[8]. Darüber hinaus ist bekannt, dass die Behandlung mit PPIs bei Patienten mit sowohl erosiven als auch nicht erosiven Arten von GERD zur Auflösung von DIS zusammen mit Sodbrennen führt[9]. E-Cadherin ist ein Protein, das die interzelluläre Haftbrücke der Zonula adhärents (ZA) bildet[10]; und die ZA spielt eine integrale Rolle bei der Aufrechterhaltung der Integrität der engen Verbindung zwischen Zellen, so dass der Verlust der Adhäsion zwischen Brückenmolekülen von E-Cadherin zu einem Verlust der Barrierefunktion und einer erhöhten parazellulären Permeabilität führt [11,12]. Unter Bedingungen, bei denen ein saures Refluxat im Ösophaguslumen vorhanden ist, fördert eine „undichte“ Verbindungsbarriere daher den übermäßigen Eintritt von Wasserstoffionen in den Interzellularraum und damit die Ansäuerung des Interzellularraums, was wiederum Sodbrennen durch Aktivierung säureempfindlicher Neuronen im Inneren auslöst Schleimhaut[13].

Kürzlich hat mein Labor herausgefunden, dass DIS bei nicht-erosiver Säureschädigung des (Kaninchen-) Ösophagusepithels auf Western Blots mit der Spaltung des interzellulären Teils von E-Cadherin verbunden ist und dass diese Spaltung durch Säureaktivierung eines endogenen proteolytischen Prozesses erfolgt ( unveröffentlichte Beobachtungen). Darüber hinaus wird dasselbe Phänomen auf Western Blots im menschlichen Ösophagus von Patienten mit GERD repliziert, d. h. endoskopische Biopsien des Ösophagusepithels zeigen eine Spaltung von E-Cadherin bei Patienten mit sowohl erosiven als auch nicht-erosiven Formen von GERD, ist aber nicht im Ösophagusepithel vorhanden von gesunden Probanden oder Probanden ohne Anzeichen oder Symptome einer Speiseröhrenerkrankung[14] – siehe Abb. 4 der beigefügten Posterpräsentation. Insbesondere die Spaltung von E-Cadherin bei GERD-Patienten hinterlässt innerhalb des ösophagealen Epithels ein zytoplasmatisches „C-terminales Fragment (CTF)“ des Moleküls, und dieses CTF ist im Western Blot leicht nachweisbar. Interessanterweise stimmt die Größe des CTF wie im Kaninchenmodell mit der Spaltung von e-Cadherin durch eine endogene Matrix-Metalloprotease überein. Bemerkenswert ist auch, dass die andere gespaltene extrazelluläre Komponente von E-Cadherin ein „N-terminales Fragment (NTF)“ ist und dieses Fragment in den Blutstrom absorbiert wird, was zu höheren Serumspiegeln von NTFs von E-Cadherin führt als bei gesunden Probanden, wie bei Verwendung nachweisbar ein kommerzieller ELISA-Assay[14] – siehe Abb. 6 der beigefügten Posterpräsentation. Da CTFs im Western Blot von endoskopischen Biopsien und erhöhte NTFs von E-Cadherin durch ELISA im Serum ein Spiegelbild von säuregeschädigtem Ösophagusepithel sind, deutet dies auf die verlockende Möglichkeit eines empfindlichen, minimalinvasiven (Serum-)Tests auf Schäden an der Ösophagusschleimhaut hin GERD-Thema. Wir nehmen an, dass die Bestimmung eines der gespaltenen Fragmente von E-Cadherin (auf Serum- oder Gewebebasis) zwischen Patienten mit säurevermitteltem Sodbrennen unterscheiden kann, die wahrscheinlich auf PPI ansprechen, und solchen, deren Sodbrennensymptome nicht durch Säure usw. vermittelt werden sind PPI-refraktär.

Die Hypothese wird getestet, indem das Vorhandensein oder Fehlen von CTFs von E-Cadherin bei einer Ösophagusbiopsie bestimmt wird und indem der NTF-Spiegel von E-Cadherin im Serum von Endoskopie-negativen Patienten mit Sodbrennen gemessen wird und die Ergebnisse mit denen des Patienten (Sodbrennen) korreliert werden. Reaktion auf Kapidex 30 mg für 4 Wochen. Basierend auf der wirksamen Kontrolle von Sodbrennen unter Kapidex oder dessen Fehlen werden Patienten als Patienten mit PPI-responsiver bzw. PPI-refraktärer Erkrankung klassifiziert, und diese Klassifizierungen korrelieren mit dem Vorhandensein oder Fehlen von CTFs bei der Biopsie vor der Behandlung und dem Serumspiegel von NTFs vor der Behandlung von e- Cadherin. Außerdem werden nach 4 Wochen Kapidex von allen behandelten Patienten wiederholte Serumproben für NTFs entnommen, um als Heilungsmarker zu bestimmen, ob die Serumspiegel von NTFs nach der Behandlung signifikant niedriger sind als die Serumspiegel von NTFs vor der Behandlung bei den behandelten Patienten PPI-responsives Sodbrennen, aber nicht bei denen, die PPI-refraktäres Sodbrennen haben.

Die Ergebnisse dieser Studie sollen zeigen, dass Patienten mit PPI-responsivem Sodbrennen zu Studienbeginn CTFs von E-Cadherin im Gewebe und höhere NTF-Spiegel von E-Cadherin im Serum aufweisen und dass diese Spiegel nach erfolgreicher PPI-Therapie abnehmen. Da die Symptome bei PPI-refraktären Probanden dagegen nicht säurevermittelt sind, wird erwartet, dass diese Probanden zu Studienbeginn im Vergleich zu PPI-responsiven Patienten einen Mangel an CTFs im Gewebe und niedrigere NTF-Spiegel im Serum aufweisen, und diese Spiegel bleiben danach unverändert PPI-Therapie. Folglich würden solche Ergebnisse den Nachweis von gespaltenen Fragmenten von E-Cadherin in Gewebe und Blut als nützliche Biomarker für Krankheiten etablieren, die diejenigen mit Sodbrennen identifizieren können, die auf Standarddosen von Kapidex ansprechen. Es wird auch erwartet, dass die Ergebnisse zeigen, dass Patienten mit PPI-responsivem Sodbrennen, aber nicht solche mit PPI-refraktärem Sodbrennen, einen signifikanten Rückgang des NTF-Spiegels im Serum nach der Behandlung aufweisen und dass dieser niedrigere NTF-Spiegel voraussichtlich innerhalb dieses Bereichs liegen wird die Reichweite der Steuerung. Folglich würden solche Ergebnisse belegen, dass der Nachweis von Serum-NTFs vor und nach der Behandlung als Biomarker für die (mikroskopische) Heilung von Läsionen bei Patienten mit PPI-responsivem Sodbrennen nützlich sein kann. Solche Ergebnisse könnten bei der Auswahl von Untergruppen helfen, die für eine intensivere (höhere Dosis) oder langfristige PPI-Therapie geeignet sind.