Vorhersagemodell für das Auftreten zerebraler Vasospasmen, die eine Subarachnoidalblutung erschweren, durch kombinierte Analyse der Kinetik einer Reihe von Biomarkern. (CVSBIODIAG)

Unter einer Subarachnoidalblutung (SAB) versteht man den Bruch eines Hirnaneurysmas, was zu einer Blutung in den Subarachnoidalraum führt.

Dieser Zustand weist eine erhebliche Morbidität und Mortalität auf. Das funktionelle Ergebnis des Patienten wird in erster Linie durch die Schwere der zerebralen ischämischen Läsionen bestimmt, die sich in den ersten Wochen nach der akuten Phase entwickeln. Der Schwerpunkt des Reanimationsmanagements bei Patienten liegt auf den „verzögerten ischämischen Läsionen“. Diese Läsionen werden durch verschiedene Phänomene verursacht, wobei Gefäßkrämpfe der häufigste Mechanismus sind. Das Kaliber der Hirnarterien schrumpft, was den Blutfluss zum Parenchym verringert, was zu einem Defizit an Energiemetaboliten in den Neuronen führt und deren Tod verursacht. Diese Komplikation tritt typischerweise innerhalb eines genau definierten Zeitrahmens auf, der zwischen 3 und 21 Tagen nach der Blutung liegt und etwa am siebten Tag ihren Höhepunkt erreicht.

Das Ziel dieser Studie ist die Entwicklung einer neuartigen Vorhersagemethode für symptomatischen Vasospasmus. Diese Methode wird routinemäßige klinische und radiologische Biomarker sowie innovative biologische Tests einbeziehen. Ziel ist es, eine frühere Diagnose und sogar eine präventive Behandlung dieser Pathologie zu ermöglichen.

Mehrere Studien haben das prädiktive Potenzial verschiedener Blutbiomarker für die neurologische Prognose und das Auftreten verzögerter Hirnschäden bei Patienten untersucht. Diese Studien haben starke Zusammenhänge zwischen ihnen gezeigt. Beispielsweise ergab eine Studie, dass Patienten mit dem schwersten Gefäßspasmus einen deutlich höheren Peak mehrerer Biomarker im Liquor aufwiesen, die mit Neurodegeneration in Zusammenhang stehen, wie z. B. neuronenspezifische Enolase (NSE). Darüber hinaus zeigten die Plasmakonzentrations-Zeit-Kurven gleichzeitige Erhöhungen während Perioden von Vasospasmen.

Allerdings wurde in keiner Studie der praktische klinische Einsatz dieser Biomarker während eines Krankenhausaufenthalts untersucht, um das Auftreten von Vasospasmen täglich oder zu bestimmten interessierenden Zeiten vorherzusagen. Dies ist besonders wichtig, da der pathophysiologische Zeitablauf offenbar bei allen Patienten gleich ist. In einer einzigen Studie wurde versucht, einen Vorhersagealgorithmus für verzögerte Hirnläsionen zu etablieren, der durch die Kombination eines einzelnen Biomarker-Assays und klinischer Parameter ein gewisses Maß an Wirksamkeit (über 90 % korrekte Vorhersagen und Sensitivität von etwa 93 %) erreichte. Diese Studie konzentriert sich jedoch nur auf ischämische Läsionen nach 6 Wochen und kann nicht als Leitfaden für die Therapie während der Erstbehandlung herangezogen werden.

Im Rahmen eines prädiktiven statistischen Modells möchten die Forscher die Möglichkeit untersuchen, routinemäßige klinische und radiologische Parameter mit iterativen Tests einer Reihe von Biomarkern zu kombinieren, die mehrere pathophysiologische Pfade abdecken (die im Plasma aller Patienten leicht bestimmbar wären), um eine Vorhersage zu treffen täglich (oder zu bestimmten Zeiten von klinischem Interesse) das Risiko des Auftretens eines zerebralen Vasospasmus zu ermitteln, um bei der Erstbehandlung diagnostische (oder sogar therapeutische) Verfahren zur Verhinderung der ischämischen Kaskade einleiten zu können.

Zu diesem Zweck haben die Forscher drei Assays als Priorität ausgewählt, die auf drei zuvor beschriebene pathophysiologische Pfade abzielen.

Bei Neuroinflammation:

• Interleukin-6 (IL-6)

Bei zerebraler Zellschädigung:

• Neuronenspezifische Enolase (NSE)
• Die β-Untereinheit des S100-Proteins (S100 β)

Um diese Vorhersage zu ermöglichen, schlagen die Forscher den Einsatz einer innovativen statistischen Methode in den Gesundheitswissenschaften vor. Wiederholte Biomarker-Assays können in komplexe Ereignisvorhersagemodelle integriert werden: Die gemeinsame Modellierung eines Längsschnittdatenmodells zur Schätzung individueller Biomarker-Trajektorien über die Zeit und eines Überlebensmodells zur Schätzung des Ereignisrisikos mit dem aktuellen Wert oder der Steigung des Biomarkers ermöglicht präzise Ergebnisse Ereignisvorhersage. Diese Modelle ermöglichen entweder eine statische Vorhersage (zu einem bestimmten Zeithorizont) oder eine dynamische Vorhersage (mit Neuschätzung des Risikos während der Nachbeobachtung). Sie ermöglichen auch die gleichzeitige Integration mehrerer Biomarker. Schließlich könnte ein anhand der Studienpopulation geschätztes Modell auf andere Populationen übertragen werden, wodurch es möglich wäre, Risikomodelle für dieses Ereignis zu erhalten.

Ziel dieser Forschung ist die Entwicklung von Instrumenten zur täglichen klinischen Vorhersage des Auftretens symptomatischer Vasospasmen unter Verwendung routinemäßiger klinischer und radiologischer Parameter sowie innovativer biologischer Tests mit dem Ziel, frühere diagnostische und sogar therapeutische Reaktionen auszulösen als mit den üblichen Screening-Methoden , die stark eingeschränkt und nicht immer nutzbar sind.