Krankheitsbiosignaturen im ALS/FTD -Spektrum: Neue wirkungsvolle biologische Perspektiven über klinische Ansätze hinaus (SPECTRALS)

Amyotrophe laterale Sklerose (ALS) und frontotemporale Demenz (FTD) werden als zwei Manifestationen desselben Krankheitskontinuums angesehen, wobei gemeinsame klinische, genetische und pathologische Merkmale teilnehmen. Beide Krankheiten können sogar bei demselben Patienten gemeinsam auftreten. Die zugrunde liegenden Mechanismen, die ALS, FTD oder ihr gemischter Phänotyp auslösen, sind jedoch nicht vollständig verstanden. Leider fehlen zuverlässige Biomarker für ALS/FTD -Diagnose immer noch. Ziel dieses Projekts ist es, einen hochmodernen, multidisziplinären Ansatz zu verwenden, um nicht nur traditionelle Cerebrospinalflüssigkeitsproben (CSF) zu untersuchen, sondern auch andere leicht zugängliche Gewebe wie Haut, Riechschleimhaut (OM), Serum und Tränen. Dieses Projekt beabsichtigt, neue Biomarker aufzudecken, die in der Lage sind, ALS/FTD -klinische Phänotypen zu erkennen und die klinische Diagnose spezifischer Phänotypen zu stärken (z. Bulbar gegen Wirbelsäulenbeginn ALS), die Patienten mit dem Risiko einer Mischkrankungsphänotyp (ALS+FTD oder umgekehrt) vorhersagen, die Wirksamkeit therapeutischer Behandlungen bewerten und in der Lage sind, spezifische biologische Mechanismen des Einsetzens und Fortschreitens jeder Krankheit zu enthüllen. Der Mehrwert des Projekts besteht darin, dass es ALS/FTD aus peripherer Sicht untersucht, indem Gewebe verwendet werden, die in diesem Forschungsbereich noch gründlich untersucht werden müssen. Diese Gewebe werden entweder einer direkten Analyse für die Entdeckung von Biomarkern unterzogen oder verarbeitet, um Zellstudien durchzuführen, und strukturelle Studien nützlich, um unser Verständnis des neurodegenerativen ALS/FTD -Prozesses zu vertiefen und neue medikamentenbare Moleküle oder Mechanismen aufzudecken. Um unsere Ziele zu erreichen, wird das erste Jahr des Projekts sich der Einschreibung von Patienten einsetzen und auch eine retrospektive Studie unter Verwendung bereits verfügbarer CSF, Serum, Tränen und OM-Proben durchführen, die aus einer ausführlich charakterisierten Kohorte von Patienten mit Bals, Sals, Sals, FTD sowie Probanden mit anderen nicht-neurodegenerativen neurologischen Erkrankungen (NNC) entnommen wurden. Diese Proben werden den folgenden Analysen (1) ngs, (2) Simoa (zur Quantifizierung von NFL-, Tau-, Phospho-Tau- und Beta-Amyloid-Proteinen), (3) mikrofluidisch (um die miRNA und die langen nicht-kodierende RNA-Profile zu bestimmen), (4) Bioplex (um die angeborenen immunitätspflichtigen zu bewerten) ausgesetzt, (4). (5) Samenamplifikationstest (zum Nachweis peripherer pathologischer TDP-43) und (6) Miseq Illumina (zur Analyse der Mikrobiota-Zusammensetzung). Für mikrofluidische und Bioplexanalysen dient die retrospektive Studie zur Entdeckung von Biomarkern. Für Simoa-, SAA- und MiSeq-Analysen wird diese Studie die Sammlung von entscheidenden vorläufigen Daten und die Feinabstimmung der analytischen Verfahren ermöglichen. Die Bewerber haben bereits vielversprechende Daten erhalten, die zeigen, dass das miRNA-Profil im Serum- und TDP-43-Inhalt in OM (SAA) zwischen Bals und Sals unterscheiden könnte. Diese Ergebnisse legen nahe, dass molekulare und biologische Profilerstellung machbar ist und die Diagnose von ALS/FTD spürbar beeinflussen kann. Das zweite Jahr der Studie wird sich darauf konzentrieren, die neu gesammelten Stichproben den gleichen Analysen zu unterziehen, die zuvor beschrieben wurden, entweder für die Validierung von Biomarkern oder für das Sammeln aller notwendigen und wesentlichen Daten, um festzustellen, ob und inwieweit einige periphere Veränderungen tatsächlich zwischen Pathologien unterscheiden. Alle Daten werden von der Data Science Center Group (Experten -Bioinformatiker, Statistiker, Mathematiker und Neurobiologen) verarbeitet, um zu beurteilen, ob unsere Ergebnisse die Identifizierung von Krankheitsbisignaturen im ALS/FTD -Spektrum ermöglichen.

The research group is composed of four operative units (OUs): Fondazione IRCCS Istituto Neurologico Carlo Besta (UO1), Università degli Studi di Napoli "Federico II" (UO2), Consorzio Interuniversitario Risonanze Magnetiche Metallo Proteine ​​(UO3) and Azienda Ospedaliero Universitaria di Sassari (UO4). Es wurde beschlossen, eine Gruppe aus Sardinien (UO4) aufzunehmen, da sie eine der italienischen Regionen mit der höchsten Inzidenz von ALS ist und zur Aufnahme von Patienten mit heterogeneren klinischen Präsentationen beitragen wird. OU1 und UO4 sind im ersten Jahr der Studie für die Auswahl retrospektiver biologischer Proben und Rekrutierung von ALS/FTD- und NNC -Patienten verantwortlich. CSF-, Blut-, Tränen-, Haut- und OM -Proben wurden oder werden unter Verwendung standardisierter und gemeinsamer Verfahren von OU1 und UO4 aus insgesamt Sals (n = 105), Bals (n = 32), FTD (n = 66) und NNC (n = 27) gesammelt. Eine Untergruppe von Proben, die aus Sals (n = 45), Bals (n = 12), FTD (n = 30) und NNC (n = 12) entnommen wurden, sind bereits bei UO1 und UO4 verfügbar und werden im ersten Jahr der neuen Patientenaufnahme analysiert. Alle rekrutierten Probanden werden umfassende klinische und neuropsychologische Bewertungen durchlaufen und dem Burghart -Sniffin 'Sticks -Test vor CSF, Blut, OM, Haut und Tränen ausgesetzt sein. Die Proben werden von jedem UO wie folgt verteilt und analysiert: CSF wird entweder für die SIMOA-Analyse bei UO4 oder für (1) miRNA und lange nicht-kodierende RNA und (2) SAA-Analysen bei UO1 hergestellt. Das Blut wird bei UO1 und UO4 sofort verarbeitet, um die Serumfraktion zu isolieren, die bei UO4 (SIMOA-Messung von NFL, Amyloid-Beta, Tau und Phosphoryliert bei Threonin 181 Tau (p-tau) und uo1 (Bewertung von Mirna-Pathways und Langzeit-Non-Coding-Pathing-Pathing-Pathing-Pathing-Pathing-Pathing-Pathing) analysiert wird. Tränen werden für miRNA und lange nicht-kodierende RNA oder für SAA-Analysen bei UO1 vorbereitet. OM wird für (1) miRNA und lange nicht-kodierende RNA, (2) SAA- und (3) Mikrobiota-Analysen bei UO1 vorbereitet. Schließlich wird die Haut für (1) miRNA und lange nichtkodierende RNA- oder (2) SAA-Analysen bei UO1 hergestellt und wird verarbeitet, um primäre Zellfibroblasten zu erhalten, die für (3) Zellbiologie-Studien, einschließlich der Super-Auflösungs-Mikroskopie-Analyse der Analyse der intrazellulären Aggregate und der molekularen Charakterisierung ihrer Innerisierung/Entstattung, an UO2 gesendet werden. Schließlich erzeugt UO3 (1) rekombinante TDP-43 (für SAA-Analysen, die bei UO1 durchgeführt wurden), die spezielle Merkmale besitzen, um NMR-Spektren mit guter Qualität für eine detaillierte strukturelle Charakterisierung zu erstellen, und (2) ausgewählte SAA-Produkte nach Protein-NMR analysieren. Alle in diesem Projekt generierten Daten, einschließlich aller relevanten klinischen und psychologischen Informationen, werden von Mitgliedern der kürzlich bei UO1 erstellten Mitglieder der Data Science Center (DSC) analysiert. DSC kombiniert das Fachwissen von Bioinformatikern, Statistikern, Mathematikern und Neurobiologen mit dem Ziel, ausgefeilte analytische Methoden auf klinische, Omics und Bildgebungsdaten anzuwenden. Schließlich helfen andere Mitarbeiter (siehe geeigneter Abschnitt) bei UO3 bei der Protein-NMR-Studie. Daher ist die synergistische Zusammenarbeit zwischen allen UOS von entscheidender Bedeutung für die Erreichung der Ziele des Projekts.