Sydänlihasvaikutus potilailla, joilla on Fabryn tauti ilman fenotyyppistä ilmenemistä. Biomarkkerien diagnostinen arvo (FAMY)

Fabryn tauti on X-kytketty resessiivinen sairaus, joka vaikuttaa lysosomaaliseen varastointiin vaihtelevalla fenotyypillä, jolle on ominaista glykosfingolipidien kerääntyminen useisiin kudoksiin. Alfa-galaktosidaasi A (GLA) -geenissä on kuvattu yli 200 mutaatiota, jotka aiheuttavat Fabryn taudin. Nykyään Fabryn taudin hoito koostuu entsyymikorvaushoidosta (ERT), jonka kehitys on osoittanut glykosfingolipidien epänormaalin kertymisen kääntyneen eri kudoksiin ja kliinisen paranemisen tai stabiloitumisen (1). Toisin kuin klassinen systeeminen Fabryn tauti, jossa on useita elinvaurioita, taudin sydänmuunnelmille on ominaista sydänlihaksen liikakasvu. Tästä syystä sydämen Fabryn variantti määritellään varastointimyosyyttihäiriöksi, joka jäljittelee hypertrofisen kardiomyopatian (HCM) kliinisiä piirteitä (2).

Kultastandardi Fabryn taudin diagnosoinnissa on endomyokardiaalisesta biopsiasta saatujen sydännäytteiden elektronimikroskopiaarviointi (2), vaikka on julkaistu, että alfa-galaktosidaasiaktiivisuuden määrittäminen Fabryn taudilla diagnosoitujen potilaiden plasmassa ja sen jälkeen GLA-geenin sekvensointi niillä yksilöillä, joilla on alhainen aktiivisuustaso, on hyvä ei-invasiivinen diagnostinen menetelmä, joka mahdollistaa taudin kantajien tunnistamisen ja entsymaattisen korvaushoidon varhaisen aloittamisen (3).

Molempien sairauksien kliinisten ominaisuuksien samankaltaisuuden ja Fabryn taudin poikkeuksellisen alhaisen ilmaantuvuuden vuoksi biopsia suoritetaan harvoin diagnoosia varten. Tästä syystä on spekuloitu, että korkeamman sairauden esiintyvyyden pitäisi olla piilossa potilailla, joilla on kliinisiä HCM-oireita. Useat tutkimukset ovat arvioineet Fabryn taudin esiintyvyyttä potilailla, joilla on diagnosoitu HCM, ja todettu, että jopa 8-10 %:lla näistä potilaista todella esiintyi Fabryn tautia (4,5), vaikka potilasvalinnassa voi olla harhaa. Uusimmissa tutkimuksissa, mukaan lukien ryhmämme suorittamassa suuremmalla potilasmäärällä, ilmaantuvuus on pienempi (1-3 %) (3,6). Fabry on siis harvinainen sairaus, joka vaikuttaa 1/50 000 yksilöön väestöstä (3).

Solunulkoinen matriisi on dynaaminen rakenne, joka osallistuu voimakkaasti eri sydän- ja verisuonitaudeissa tapahtuvaan sydänlihaksen uusiutumiseen (7). Muutokset solunulkoisessa matriisissa voisivat olla tärkeässä roolissa sydänlihaksen hypertrofiaan liittyvässä diastolisessa toimintahäiriöprosessissa. Kollageenikertymät lisäävät vasemman kammion kammion jäykkyyttä ja kammioiden kuormitus diastolen aikana vaarantuu. Kollageenin vaihtuvuus on lisääntynyt verrattuna terveisiin kontrolleihin, ja synteesi on hallitsevampi kuin hajoaminen, ja siihen liittyy muutoksia metalloproteinaasiaktiivisuudessa (MMP, jotka ovat tärkeimmät matriisin hajoamisesta vastuussa olevat entsyymit) ja niiden estäjät (TIMP) (8). Ryhmämme on äskettäin julkaissut useita artikkeleita fibroosin merkityksestä MCH-potilailla (9, 10, 11, 12). Tutkijat havaitsivat, että fibroosi, joka arvioitiin myöhäisellä gadoliniumin lisääntymisellä sydämen magneettiresonanssissa, liittyy kammioiden uusiutumiseen, hypertrofiaan, kammiotakykardiaan (10) ja potilaan toimintatilaan (11) ja että MMP-9-arvo liittyy itsenäisesti fibroosiin (9). On myös tutkimuksia, jotka kuvaavat Fabryn tautiin liittyviä rakenteellisia muutoksia matriisissa, joissa fibroosin esiintyminen on ilmeistä sekä interstitiaalisella tasolla että korvaamassa sydänlihassolujen menetystä (13). Kuitenkaan ei ole vielä osoitettu, tapahtuuko muutos interstitiaalisessa matriisissa vain fibroblastien aktivoitumisesta vasteena humoraalisille tai mekaanisille tekijöille ilman sydänlihassolujen menetystä vai päinvastoin, liittyykö se solukuolemaan.

Apoptoosin eli ohjelmoidun solukuoleman kiinnostus sydämen vajaatoiminnassa kasvaa. Apoptoosi voidaan aktivoida solupinnan kuolemanreseptorien vuorovaikutuksella (esim. tuumorinekroositekijän superperheen reseptorit -TNFR- ja Fas-proteiinireseptori) ligandeineen (TNF-alfa ja Fas-ligandi, FasL) (14) ja mitokondrioiden pro-apoptoottisia mekanismeja aktivoimalla vasteena solunsisäisten solujen epäsuotuisille muutoksille ympäristö (15). Seuraavaa kehitystä säätelee Bcl-2-proteiiniryhmä (16) ja toteuttaa kaspaasiperhe (17). Apoptoosin aikana anneksiini 5:tä tuotetaan myosyyteissä ja erittyy interstitiaaliseen tilaan (18, 19). Anneksiini 5 näyttää myötävaikuttavan solunsisäiseen kalsiumin hallintaan, mikä johtaa systoliseen toimintahäiriöön (20, 21). Sydänlihassolujen kuolema apoptoosin kautta voisi olla yleisempi prosessi, jota aiemmin luuli, kun arvioidaan korjausprosessia, joka edistää interstitiumin laajenemista. GDF-15 on TGF-β-superperheen jäsen ja vakiintunut riskin ja ennusteen merkkiaine akuuteissa sepelvaltimotautioireissa. Sitä on äskettäin ehdotettu fibroosin ja kudosten uusiutumisprosessien säätelijäksi luultavasti estämällä apoptoosia (22). Sydänlihassolujen apoptoosi johtaa etenevään kammion seinämän laihtumiseen, kuten aiemmin on raportoitu MCH:ssa (23), ja systoliseen toimintahäiriöön.

Monet apoptoosiin ja kammioiden uusiutumiseen osallistuvista molekyyleistä voidaan havaita ääreisverestä, ja ne tunnetaan biomarkkereina. Biomarkkerit antavat tietoa normaaleista biologisista prosesseista tai fysiopatologisista mekanismeista ja voivat olla erittäin hyödyllisiä erotusdiagnoosissa tai jopa ennusteissa. Nykyään kiinnostus biomarkkerien tutkimiseen ja käyttökelpoisuuteen sydän- ja verisuonisairauksissa on lisääntynyt, ja niitä käytetään enemmän iskeemisessä kardiopatiassa ja sydämen vajaatoiminnassa (24-27). Valitettavasti heidän HCM-tutkimuksensa on ollut vähemmän kehittynyt, Fabryn taudin osalta vielä vähemmän. Aivojen natriureettinen peptidi (BNP) on tutkituin biomarkkeri HCM:ssä, ja se on liitetty sydämen vajaatoiminnan oireisiin (28-30), huonoon toimintakykyyn (30) ja vasemman kammion ulosvirtauksen tukkeutumiseen (31-34). Toisaalta ST2:ta on alettu aivan äskettäin pitää hyvänä biomarkkerina sydänlihasspesifiselle venytysvasteelle, jolla on synergistisiä vaikutuksia ennusteeseen BNP:n kanssa (35).

Ryhmämme kehittää parhaillaan projektia, jossa tutkitaan useita biomarkkereita (sydänlihasstressi, endoteelivaurio, hyperkoaguloituva tila) tutkiakseen erilaisia ​​systeemeitä, jotka osallistuvat HCM:n kammioiden uudelleenmuodostukseen (arvioitu kaikukardiografialla ja sydämen magneettiresonanssilla), jotka voivat olla hyvin samanlaisia ​​Fabryn taudissa.

Fabryn taudissa biomarkkerina käytetään plasman tai virtsan globotriaosyyliseramidia (Gb3). Tämä glykosfingolipidi varastoituu Fabry-potilaiden lysosomeihin, vaikka on osoitettu, että havaitut plasma- tai virtsan pitoisuudet voivat vaihdella eri mutaatioiden vuoksi, jotka eivät aiheuta alfa-galaktosidaasiaktiivisuuden täydellistä menetystä. Lisäksi heterotsygoottisten naisten plasmapitoisuudet voivat olla normaaleja, mutta on joitakin tietoja, jotka viittaavat korkeaan pitoisuuteen virtsassa (36). Toisaalta on ehdotettu, että se on laktosyyliseramidi, Gb3:n katabolinen tuote, joka säätelee TNF-alfan ja y ICAM-1:n ilmentymismallia, mikä edistää ateroskleroosin kehittymistä (37).

Tutkijoilla on käytössään erikoistunut kardiomyopatian klinikka jokaisessa kolmessa sairaalassa: Hospital Universitario Virgen de la Arrixaca, Murcia, Hospital General Universitario de Alicante ja Hospital General Universitario de Elche. Tutkijat ovat jo rekrytoineet 12 perhettä, joilla on diagnosoitu Fabry-proband, ja yhteensä 60 omaalaista kliinisessä tarkastuksessa viimeisen 4 kuukauden aikana. Tutkijat katsovat, että potilaiden rekrytointi on onnistunut ja ovat valmiita toteuttamaan tämän projektin. Tutkijat haluaisivat kuitenkin osallistua muiden keskusten kanssa potilaiden ja mutatoituneiden sukulaisten jakamiseksi ilman fenotyyppisen sairauden ilmentymistä.

Tämän projektin tavoitteena on tutkia apoptoosin, fibroosin ja interstitiaalisen uudelleenmuodostumisen biomarkkereita Fabryn tautia sairastavien potilaiden ja sukulaisten perifeerisistä näytteistä. Tavoitteenamme on selvittää, onko sydänlihaksen vaikutuksista tietoa mutaatioiden kantajista ilman fenotyyppisiä sairauskriteerejä. Tutkijat keskittyvät myös erilaisiin polymorfismiin ja niiden vaikutuksiin Fabryn taudin kehittymiseen.