Speichel-Biomarker-Entdeckung durch Raman-Spektroskopie bei ALS (SalivALS) (SalivALS)

HINTERGRUND/BEGRÜNDUNG: Der Mangel an Biomarkern für die Diagnose und Überwachung von Patienten mit Amyotropher Lateralsklerose (ALS) ist eine der größten Sorgen in ALS-Kliniken und -Forschung. Phänotypische Anzeichen, elektrophysiologische Tests und klinische Skalen werden derzeit für die ALS-Diagnose und die Nachsorge vor und nach Behandlungen verwendet. Heutzutage sind die Diagnose und Differentialdiagnose, die zur Unterscheidung von ALS von anderen vergleichbaren neurodegenerativen Erkrankungen verwendet werden, zeitaufwändige und komplexe Prozesse, die die Zeit für eine sofortige Intervention verkürzen. Daher ist die wissenschaftliche Gemeinschaft aufgefordert, nach neuen, messbaren, schnellen und objektiven Biomarkern für die Diagnose und Stratifizierung von Patienten zu streben. Speichel ist eine komplexe Bioflüssigkeit, die aus bioaktiven Molekülen besteht, die durch ein nicht-invasives Verfahren gesammelt werden können. Die Möglichkeit, alle Variationen der endokrinen, elektrolytischen und metabolischen Botenstoffe im Speichel gleichzeitig zu überwachen, hat kürzlich seine Verwendung für die Diagnose komplexer Krankheiten wie neurodegenerativer Erkrankungen vorgeschlagen, aber es liegen nur begrenzte Informationen über das Potenzial von Speichel als alternativem Träger von ALS vor Biomarker.

ZIELE: Ziel des vorliegenden Projekts ist es, ein innovatives, nicht-invasives und schnelles Verfahren für den Beginn der ALS und für die Stratifizierung von ALS-Patienten zu optimieren, wobei die Empfindlichkeit der Raman-Spektroskopie (RS) und der zugängliche Speichel ausgenutzt werden. Die vorläufigen Ergebnisse der Fondazione Don Gnocchi (FDG) an einer kleinen Kohorte von Probanden zeigten die Durchführbarkeit der Methodik und die Fähigkeit des LABION-Protokolls, einen reproduzierbaren Raman-Fingerabdruck des Speichels zu erhalten, der zur Unterscheidung von gesunden Probanden, ALS-Patienten und betroffenen Probanden verwendet werden kann durch andere Arten von neurologischen Erkrankungen.

METHODEN: Ausgehend von vorläufigen FDG-Ergebnissen wird die biochemische Zusammensetzung des Speichels bei Patienten mit diagnostizierter ALS ausgewertet und statistisch mit der von gesunden Probanden gleichen Alters und Geschlechts sowie von Patienten mit anderen neurologischen Erkrankungen (Morbus Parkinson und Alzheimer) verglichen. . Darüber hinaus wird ein gruppeninternes ALS-Clustering analysiert, um einen anderen Raman-Fingerabdruck zu verifizieren, der von ALS-Patienten mit bulbärem oder spinalem Beginn erhalten wurde. Die gesammelten Raman-Daten werden unter Verwendung eines multivariaten Analyseansatzes durch Hauptkomponentenanalyse – lineare Diskriminanzanalyse (PCA-LDA) verarbeitet. Das Klassifizierungsmodell wird mithilfe von Kreuzvalidierung und Teilmengenvalidierung erstellt. Dank RS wird die Gesamtzusammensetzung des Speichels mit minimaler Probenvorbereitung bestimmt und liefert einen umfassenden biochemischen Fingerabdruck der Probe. Parallel dazu werden routinemäßige Speichelparameter gemessen, darunter Viskosität, pH-Wert, Gesamtprotein- und Kohlenhydratkonzentration, Amylase und Pepsin, Cortisol und Chromogranin A.

ERWARTETE ERGEBNISSE: Am Ende dieser Studie erwarteten die Forscher, die Möglichkeit zu verifizieren, das Raman-Speichelmuster als neuen vielversprechenden Biomarker für die ALS-Diagnose und -Progression zu verwenden, um sie mit klinischen Skalen für die personalisierte und Feinabstimmung des therapeutischen Ansatzes in Beziehung zu setzen. Die Absicht dieses Projekts ist es, ein Klassifizierungsmodell zu erstellen, das in der Lage ist:

1. Bestimmen Sie den Beginn der ALS
2. Unterscheiden Sie das von ALS-Patienten erhaltene Signal von dem Signal, das von anderen neurodegenerativen Erkrankungen gesammelt wurde
3. Stratifizieren Sie ALS-Patienten nach bulbärem und spinalem Beginn
4. Korrelieren Sie die Raman-Daten mit klinischen und paraklinischen Skalen, die heutzutage für die ALS-Diagnose und -Überwachung verwendet werden