Stoffwechseldysregulation als Biomarker für Gebrechlichkeit: Rolle der mitochondrialen Dysfunktion (FRAMITO)
Das Ziel dieser Beobachtungsstudie besteht darin, das Vorhandensein einer mitochondrialen Dysfunktion im Zusammenhang mit oxidativem Stress und ihre mögliche Rolle bei Gebrechlichkeit mit und ohne Multimorbidität zu bewerten und mögliche Gebrechlichkeits-Biomarker zu identifizieren, die mit mitochondrialer Dysfunktion korrelieren. Die wichtigsten Fragen, die beantwortet werden sollen, sind:
- Welche Rolle spielt die mitochondriale Dysfunktion im Zusammenhang mit oxidativem Stress bei Gebrechlichkeit unter Berücksichtigung der Wechselwirkung mit Multimorbidität?
- Welche spezifischen Biomarker könnten bei der Beurteilung von Gebrechlichkeit mit einer mitochondrialen Dysfunktion in Zusammenhang stehen?
Um die Studienziele zu erreichen, werden wir drei Kategorien älterer Erwachsener einschreiben:
- Non-Frail without Multimorbidity (NFWoM);
- Gebrechlich mit Multimorbidität (FWM);
- Gebrechlich ohne Multimorbidität (FWoM).
Jede Person wird einer Beurteilung des Gebrechlichkeitsphänotyps und der Multimorbidität unterzogen und es werden Blutproben entnommen, um periphere mononukleäre Blutzellen (PBMCs) zu isolieren. Die Identifizierung von Gebrechlichkeitsbiomarkern in jeder Teilnehmergruppe erfolgt durch die Kombination ungezielter metabolomischer Ansätze und funktioneller Studien zu spezifischen mitochondrialen Dysfunktionen, die an PBMCs und ihren Subpopulationen durchgeführt werden. Multivariate statistische und maschinelle Lerntechniken werden die drei klinischen Phänotypgruppen auf der Grundlage molekularer Daten charakterisieren.
Studienübersicht
Status
Detaillierte Beschreibung
Studientyp: prospektive Beobachtungsstudie. Hauptziel: ist die Beurteilung des Vorhandenseins einer mitochondrialen Dysfunktion im Zusammenhang mit oxidativem Stress und ihrer möglichen Rolle bei Gebrechlichkeit, mit und ohne Multimorbidität.
Primärer Endpunkt: mitochondriale Dysfunktion bei Gebrechlichkeit. Sekundäre Ziele: Kombination ungezielter, auf Metabolomik basierender Ansätze und funktioneller Studien zu spezifischen mitochondrialen Dysfunktionen, die an PBMCs und PBMC-Subpopulationen (B-Lymphozyten, T-Lymphozyten und Monozyten) durchgeführt werden.
Die Forschungsaktivitäten gliedern sich in folgende Aufgaben:
- Aufgabe 1, Patientenrekrutierung: Wir werden Personen ab 65 Jahren aus geriatrischen Ambulanzen oder geriatrischen Stationen aufnehmen. Für jeden Einzelnen führen wir eine Beurteilung der Gebrechlichkeit und Multimorbidität durch und entnehmen Blutproben, um periphere mononukleäre Blutzellen (PBMCs) zu isolieren. Drei Kategorien von Personen werden eingeschrieben: 25 nicht gebrechliche Personen ohne Multimorbidität (NFWoM), 25 gebrechliche Personen mit Multimorbidität (FWM) und 25 gebrechliche Personen ohne Multimorbidität (FWoM).
- Aufgabe 2, Trennung von PBMC-Subpopulationen: T-Lymphozyten, B-Lymphozyten und Monozyten werden von gefrorenen PBMCs mithilfe der Zellsortieranlage zur Trennung durch fluoreszenzaktivierte Zellsortierung (FACS) und dem Zellsortierer MoFlo Astrios getrennt. Die Analysen erfolgen an CD45+/CD3+/CD19-/CD14- T-Lymphozyten, CD45+/CD3-/CD19+/CD14- B-Lymphozyten, CD45+/CD3-/CD19-/CD14+ Monozyten.
- Aufgabe 3, Mitochondriale Dysfunktionsanalyse bei PBMCs und PBMC-Subpopulationen: Für jedes Individuum wird die mitochondriale Dysfunktion durch Analyse von mtDNA-Schäden (durch Echtzeit-PCR), mitochondrialer Massenveränderung (durch Mitotracker-Färbung) und intrazellulären und mitochondrialen reaktiven Sauerstoffspezies bewertet ( durch DCF- und MitoSOX-Färbung). Darüber hinaus werden wir die Veränderung des glykolytischen und mitochondrialen Stoffwechsels mit dem Agilent Seahorse Extrazellulären Flussanalysator XFe96 bewerten.
- Aufgabe 4, Ungezielte Metabolomik an PBMCs und PBMC-Subpopulationen: Um die metabolische Signatur von PBMCs und Subpopulationen zu bewerten und metabolische Dysregulationen im Zusammenhang mit Gebrechlichkeit hervorzuheben, werden wir ungezielte LC-MS-basierte Metabolomik an PBMCs, T-Lymphozyten, B-Lymphozyten und Monozyten durchführen. Die Analyse des polaren Metaboloms wird es uns ermöglichen, die Stoffwechselveränderungen, die mit einer mitochondrialen Dysregulation einhergehen, besser zu verstehen.
- Aufgabe 5, Charakterisierung von Biomarkern und molekularen Mechanismen der Gebrechlichkeit: Die potenziellen Biomarker der Gebrechlichkeit und die molekularen Mechanismen, die an der mitochondrialen Dysfunktion beteiligt sind, werden mithilfe statistischer und maschineller Lerntechniken anhand molekularer, metabolischer und klinischer Daten untersucht. Dieser Schritt wird dazu beitragen, klinische Phänotypen anhand molekularer Messungen zu charakterisieren.
Studientyp
Einschreibung (Geschätzt)
Kontakte und Standorte
Studienkontakt
- Name: Caterina Trevisan, PhD
- Telefonnummer: 00393896743650
- E-Mail: caterina.trevisan@unife.it
Teilnahmekriterien
Zulassungskriterien
Studienberechtigtes Alter
- Älterer Erwachsener
Akzeptiert gesunde Freiwillige
Probenahmeverfahren
Studienpopulation
Beschreibung
Einschlusskriterien:
- Alter ≥ 65 Jahre
- Stabile klinische Bedingungen
- Bereitschaft zur Teilnahme an der Studie (Einverständniserklärung)
- Kenntnisse der italienischen Sprache
Ausschlusskriterien:
- Akute oder instabile klinische Zustände
Studienplan
Wie ist die Studie aufgebaut?
Designdetails
Kohorten und Interventionen
Gruppe / Kohorte |
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Nicht gebrechlich ohne Multimorbidität (NFWoM)
Personen ab 65 Jahren ohne Gebrechlichkeit und ohne Multimorbidität.
Diese Gruppe dient als Referenz für Teilnehmer, die nicht gebrechlich sind und nicht an mehreren chronischen Erkrankungen leiden.
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Gebrechlich mit Multimorbidität (FWM)
Gebrechliche Personen ab 65 Jahren mit Multimorbidität.
Zu dieser Gruppe gehören Teilnehmer, die gebrechlich sind und an zwei oder mehr chronischen Krankheiten leiden.
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Gebrechlich ohne Multimorbidität (FWoM)
Gebrechliche Personen ab 65 Jahren ohne Multimorbidität.
Diese Gruppe hilft bei der Beurteilung der Gebrechlichkeit, wenn keine mehreren chronischen Erkrankungen vorliegen.
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Was misst die Studie?
Primäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
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Unterschied in der mtDNA-Kopienzahl zwischen gebrechlichen Personen mit und ohne Multimorbidität
Zeitfenster: Grundlinie
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mtDNA-Kopien, die aus Gesamt-PBMCs sowie aus T- und B-Lymphozyten und Monozyten isoliert wurden und von den Teilnehmern mit dem JetQuick™ Blood and Cell Culture DNA Midiprep Kit (Invitrogen) erhalten wurden, sowie 10 ng DNA werden für die Analyse mit QuantumStudio 7 Real Time PCR verwendet (Angewandte Biosysteme). Die Anzahl der mtDNA-Kopien wird durch Normalisierung der Spiegel des mitochondrialen ND1-Gens (mtND1) auf die Spiegel des nuklearen Beta-2-Mikroglobulins (B2M) berechnet. Die Anzahl der mtDNA-Kopien wird zwischen Personen mit Gebrechlichkeit und Multimorbidität und Personen mit Gebrechlichkeit ohne Multimorbidität verglichen. Gebrechlichkeit wird basierend auf dem Vorliegen von mindestens drei Kriterien abgeleitet: unfreiwilliger Gewichtsverlust ≥ 4,5 kg, Muskelschwäche gemessen am Handgriff, selbstberichtete Müdigkeit an ≥ 3 Tagen pro Woche, geringe körperliche Aktivität (bewertet mit dem IPAQ-Fragebogen), und verringerte Ganggeschwindigkeit (gemessen durch den 4-m-Gehtest). Unter Multimorbidität versteht man das Vorliegen von mindestens zwei chronischen Erkrankungen. |
Grundlinie
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Unterschied in der mtDNA-Kopienzahl zwischen nicht gebrechlichen und gebrechlichen Personen ohne Multimorbidität
Zeitfenster: Grundlinie
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mtDNA-Kopien, die aus Gesamt-PBMCs sowie aus T- und B-Lymphozyten und Monozyten isoliert wurden und von den Teilnehmern mit dem JetQuick™ Blood and Cell Culture DNA Midiprep Kit (Invitrogen) erhalten wurden, sowie 10 ng DNA werden für die Analyse mit QuantumStudio 7 Real Time PCR verwendet (Angewandte Biosysteme). Die Anzahl der mtDNA-Kopien wird durch Normalisierung der Spiegel des mitochondrialen ND1-Gens (mtND1) auf die Spiegel des nuklearen Beta-2-Mikroglobulins (B2M) berechnet. Die Anzahl der mtDNA-Kopien wird zwischen Personen mit Gebrechlichkeit und Multimorbidität und Personen mit Gebrechlichkeit ohne Multimorbidität verglichen. Gebrechlichkeit wird basierend auf dem Vorliegen von mindestens drei Kriterien abgeleitet: unfreiwilliger Gewichtsverlust ≥ 4,5 kg, Muskelschwäche gemessen am Handgriff, selbstberichtete Müdigkeit an ≥ 3 Tagen pro Woche, geringe körperliche Aktivität (bewertet mit dem IPAQ-Fragebogen), und verringerte Ganggeschwindigkeit (gemessen durch den 4-m-Gehtest). Unter Multimorbidität versteht man das Vorliegen von mindestens zwei chronischen Erkrankungen. |
Grundlinie
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Sekundäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
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Variation in der mittleren Intensität der mitochondrialen Fluoreszenz zwischen nicht gebrechlichen und gebrechlichen Personen ohne Multimorbidität
Zeitfenster: Grundlinie
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500.000 von den Studienteilnehmern erhaltene PBMCs werden mit CD45-, CD3-, CD19- und CD14-Antikörpern gefärbt und mit 100 nM Mitotracker Deep Red (Thermo Fisher Scientific) 30 Minuten lang bei 30 °C inkubiert.
Die Zellen werden außerdem mit Live/Dead-Farbstoff markiert und durch Durchflusszytometrie mit dem Zellsortierer MoFLO Astrios analysiert.
Die mitochondriale Masse, bewertet als mittlere Fluoreszenzintensität (MFI) von Mitotracker Deep Red, wird in Form von Gesamt-PBMCs, T- und B-Lymphozyten und Monozyten bewertet.
Es werden 40.000 Ereignisse in jedem Bevölkerungstor erfasst und eine Offline-Analyse mit der Kaluza-Software durchgeführt.
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Grundlinie
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Variation in der mittleren Intensität der mitochondrialen Fluoreszenz zwischen gebrechlichen Personen mit und ohne Multimorbidität
Zeitfenster: Grundlinie
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500.000 von den Studienteilnehmern erhaltene PBMCs werden mit CD45-, CD3-, CD19- und CD14-Antikörpern gefärbt und mit 100 nM Mitotracker Deep Red (Thermo Fisher Scientific) 30 Minuten lang bei 30 °C inkubiert.
Die Zellen werden außerdem mit Live/Dead-Farbstoff markiert und durch Durchflusszytometrie mit dem Zellsortierer MoFLO Astrios analysiert.
Die mitochondriale Masse, bewertet als mittlere Fluoreszenzintensität (MFI) von Mitotracker Deep Red, wird in Form von Gesamt-PBMCs, T- und B-Lymphozyten und Monozyten bewertet.
Es werden 40.000 Ereignisse in jedem Bevölkerungstor erfasst und eine Offline-Analyse mit der Kaluza-Software durchgeführt.
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Grundlinie
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Unterschied der intrazellulären reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) zwischen nicht gebrechlichen und gebrechlichen Personen ohne Multimorbidität
Zeitfenster: Grundlinie
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Der fluoreszierende zelldurchlässige Indikator 2',7'-Dichlorfluorescindiacetat (DCFH-DA) wird zum Nachweis intrazellulärer ROS verwendet.
DCFH-DA wird durch zelluläre Esterasen zu einer nicht fluoreszierenden Verbindung deacetyliert, die später durch ROS zu fluoreszierendem 2',7'-Dichlorfluorescein (DCF) oxidiert wird.
Die Intensität des erzeugten Fluoreszenzsignals korreliert mit dem intrazellulären ROS-Spiegel.
500.000 PBMCs von 25 NFWoM-, 25 FWM- und 25 FWoM-Probanden werden mit CD45-, CD3-, CD19- und CD14-Antikörpern gefärbt und mit 10 μM 2',7'-Dichlorfluorescindiacetat (DCFH-DA) 30 Minuten lang bei 37 °C inkubiert .
Die Zellen werden außerdem mit Lebend-/Totfarbstoff markiert und mittels Durchflusszytometrie analysiert.
Intrazelluläre ROS, bewertet als mittlere Fluoreszenzintensität (MFI) von DCF, werden in Gesamt-PBMCs, T- und B-Lymphozyten und Monozyten bewertet.
Es werden 40.000 Ereignisse in jedem Bevölkerungstor erfasst und eine Offline-Analyse mit der Kaluza-Software durchgeführt.
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Grundlinie
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Unterschied der intrazellulären reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) zwischen gebrechlichen Personen mit und ohne Multimorbidität
Zeitfenster: Grundlinie
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Der fluoreszierende zelldurchlässige Indikator 2',7'-Dichlorfluorescindiacetat (DCFH-DA) wird zum Nachweis intrazellulärer ROS verwendet.
DCFH-DA wird durch zelluläre Esterasen zu einer nicht fluoreszierenden Verbindung deacetyliert, die später durch ROS zu fluoreszierendem 2',7'-Dichlorfluorescein (DCF) oxidiert wird.
Die Intensität des erzeugten Fluoreszenzsignals korreliert mit dem intrazellulären ROS-Spiegel.
500.000 PBMCs von 25 NFWoM-, 25 FWM- und 25 FWoM-Probanden werden mit CD45-, CD3-, CD19- und CD14-Antikörpern gefärbt und mit 10 μM 2',7'-Dichlorfluorescindiacetat (DCFH-DA) 30 Minuten lang bei 37 °C inkubiert .
Die Zellen werden außerdem mit Lebend-/Totfarbstoff markiert und mittels Durchflusszytometrie analysiert.
Intrazelluläre ROS, bewertet als mittlere Fluoreszenzintensität (MFI) von DCF, werden in Gesamt-PBMCs, T- und B-Lymphozyten und Monozyten bewertet.
Es werden 40.000 Ereignisse in jedem Bevölkerungstor erfasst und eine Offline-Analyse mit der Kaluza-Software durchgeführt.
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Grundlinie
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Qualitativer Unterschied in den Metabolomics-Profilen von PBMCs und PBMC-Subpopulationen zwischen nicht gebrechlichen und gebrechlichen Personen ohne Multimorbidität
Zeitfenster: Grundlinie
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Ungezielte LC-MS-basierte Metabolomik wird an PBMCs sowie an T- und B-Lymphozyten und Monozyten durchgeführt, die wie in Aufgabe 2 beschrieben erhalten wurden. Zellproben werden mit kaltem Methanol gequencht.
Nach der Proteinfällung werden die Metaboliten extrahiert und mittels Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie (LC-MS) analysiert.
Hydrophile Interaktionschromatographie (HILIC) wird verwendet, um das polare Metabolom vor der MS-Detektion mit einem Agilent 6546 lc/q-tof-Instrument (Agilent) aufzulösen. Der gesamte Proteingehalt wird mit NanoDrop™ (Thermofisher) quantifiziert und zur Normalisierung des Stoffwechsels verwendet Profil jeder Probe.
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Grundlinie
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Qualitativer Unterschied in den Metabolomics-Profilen von PBMCs und PBMC-Subpopulationen zwischen gebrechlichen Personen mit und ohne Multimorbidität
Zeitfenster: Grundlinie
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Ungezielte LC-MS-basierte Metabolomik wird an PBMCs sowie an T- und B-Lymphozyten und Monozyten durchgeführt, die wie in Aufgabe 2 beschrieben erhalten wurden. Zellproben werden mit kaltem Methanol gequencht.
Nach der Proteinfällung werden die Metaboliten extrahiert und mittels Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie (LC-MS) analysiert.
Hydrophile Interaktionschromatographie (HILIC) wird verwendet, um das polare Metabolom vor der MS-Detektion mit einem Agilent 6546 lc/q-tof-Instrument (Agilent) aufzulösen. Der gesamte Proteingehalt wird mit NanoDrop™ (Thermofisher) quantifiziert und zur Normalisierung des Stoffwechsels verwendet Profil jeder Probe.
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Grundlinie
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Mitarbeiter und Ermittler
Sponsor
Mitarbeiter
Ermittler
- Hauptermittler: Caterina Trevisan, PhD, Università degli Studi di Ferrara
Studienaufzeichnungsdaten
Haupttermine studieren
Studienbeginn (Geschätzt)
Primärer Abschluss (Geschätzt)
Studienabschluss (Geschätzt)
Studienanmeldedaten
Zuerst eingereicht
Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat
Zuerst gepostet (Tatsächlich)
Studienaufzeichnungsaktualisierungen
Letztes Update gepostet (Tatsächlich)
Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt
Zuletzt verifiziert
Mehr Informationen
Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie
Schlüsselwörter
Zusätzliche relevante MeSH-Bedingungen
Andere Studien-ID-Nummern
- 653/2023/Oss/AOUFe
Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt
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