Gluteenittoman ruokavalion vaikutus veri-aivoesteen läpäisevyyteen CIS-potilailla

Tausta:

Veri-aivoesteen (BBB) ​​hajoamisella uskotaan olevan ratkaiseva rooli multippeliskleroosin (MS) patogeneesissä. Cramer et ai. (2014) havaitsivat lisääntyneen BBB-läpäisevyyden MS-potilailla verrattuna terveisiin kontrolleihin (HC), ja arvot olivat korkeampia tapauksissa, joissa on ollut äskettäisiä pahenemisvaiheita (1). Lisäksi BBB:n läpäisevyys voi osaltaan ennustaa optisen neuriitin (ON) muuttumista MS:ksi (2). Samassa tutkimuksessa havaittiin merkittäviä korrelaatioita BBB:n läpäisevyyden, leukosyyttien määrän ja kemokiinin CXCL10 tasojen välillä aivo-selkäydinnesteessä (CSF). Kemokiinien uskotaan myötävaikuttavan MS-patogeneesiin houkuttelemalla leukosyyttipopulaatioita keskushermostoon.

Sørensen et ai. (1999) havaitsivat kohonneita sytokiinien CXCL9, CXCL10 ja CCL5 sekä niiden reseptorien CXCR3 ja CCR5 tasoja MS-potilaiden aivo-selkäydinnesteessä (3). CXCR3 ilmentyy ihmisen enterosyyteissä, BBB:n endoteelisoluissa ja erilaisissa immuunisoluissa. CXCR3:n kohonnutta ilmentymistä on mitattu myös MS-potilaiden T-soluista HC:hen verrattuna ja relapsien aikana remissioon verrattuna (4). Suoliston epiteelisolulinjojen altistumisen gliadiinille on osoitettu aktivoivan kemokiinireseptorin CXCR3 ja johtavan siten zonuliinin vapautumiseen (5). Ex vivo -kokeet osoittivat, että zonuliini, joka on tunnistettu esihaptoglobiini 2:ksi, johtaa ajasta ja annoksesta riippuvaiseen, palautuvaan hiiren ohutsuolen limakalvon transepiteliaalisen sähköresistanssin (TEER) vähenemiseen (6). Zonuliinin vaikutusten suolen läpäisevyyteen oletetaan johtuvan tiukan liitoksen eheyden häiriintymisestä.

Pilottitutkimus (7) osoitti, että MS-potilailla oli suurempi osuus henkilöistä, joilla oli lisääntynyt suolen läpäisevyys kuin sukupuoleen vastaavalla HC:llä. Satunnaistettu kliininen tutkimus osoitti gluteenittoman ruokavalion (GFD) suotuisia vaikutuksia vuotuiseen uusiutumistiheyteen, leesion aktiivisuuteen ja laajennettuun vammaisuusasteikkoon (EDSS) potilailla, joilla oli relapsoiva-remittoiva MS (RRMS) verrattuna tavalliseen ruokavalioon (8). ). Lisäksi löydökset merkittävästi korkeammista IgA-tiittereistä gliadiinia, gluteenia ja kaseiinia vastaan ​​MS-potilailla verrattuna HC-potilaisiin voivat viitata ravitsemuksellisten tekijöiden rooliin MS-taudissa (8).

Gluteenin rooli keliakian (CD) patogeneesissä on vahvistettu. CD:ssä gluteenin saanti ravinnosta johtaa autovasta-aineiden kehittymiseen transglutaminaasi 2 -entsyymiä (TG2) vastaan. Valkoisen aineen ruumiinavaukset ovat osoittaneet TG2-immunoreaktiivisuutta aktivoiduista MS-leesioista peräisin olevissa astrosyyteissä (9). Lisäksi hoito TG2-estäjillä johti demyelinaation ja kliinisten puutteiden heikkenemiseen rotilla, joilla oli krooninen uusiutuva kokeellinen autoimmuuninen enkefalomyeliitti (EAE) (10). GFD:n on myös dokumentoitu suojaavan tyypin 1 diabetekselta (T1D) hiirillä (11) ja pidentävän oireetonta ajanjaksoa T1D-diagnoosin jälkeen ihmisillä (12).

Lopuksi gliadiinifragmenttien on dokumentoitu stimuloivan suoraan TNF-a:n ja IL-8:n tuotantoa ihmisen monosyyteissä (13). TNF-α:lla on myös osoitettu säätelevän vaikutusta zonuliiniin ja lisäävän endoteelisolu- ja epiteelisolukerrosten läpäisevyyttä (14), mikä voi olla epäsuora mekanismi, jonka kautta gluteeni voi aiheuttaa muutoksia suolistossa ja mahdollisesti myös BBB:n läpäisevyydessä. Runsas gluteenin saanti voisi siten paitsi lisätä antigeenien virtaa, myös aktivoida synnynnäisen immuunijärjestelmän reittejä. Tämä voi teoriassa myötävaikuttaa tulehdusmiljöön muodostumiseen ja siten helpottaa autoreaktiivisten T-solujen aktivoitumista. Voidaan olettaa, että gluteenin rooli autoimmuniteetissa ei rajoitu siihen, että ihmiset, joilla on tietyt HLA-genotyypit, tunnistavat itsensä antigeeniksi, vaan gluteeni saattaa myös lisätä riskiä toleranssin menettämisestä muita antigeenejä vastaan.

Tarkoitus:

Tutkimuksen tavoitteena on selvittää, voiko GFD vaikuttaa BBB:n läpäisevyyden vähentämiseen potilailla, joilla on ON, muu kliinisesti eristetty oireyhtymä (CIS) ja MS. Lisäksi tutkimuksessa pyritään tunnistamaan GFD:n mahdolliset vaikutukset systeemisen sekä keskushermoston tulehduksen markkereihin. Lopuksi mitataan suolen läpäisevyys sen tutkimiseksi, onko suolen ja BBB:n läpäisevyyden sekä suoliston ja keskushermoston tulehdustilan välillä korrelaatioita. Gluteenin saannin vaikutusten arvioiminen taudin etenemiseen voisi auttaa tunnistamaan tärkeitä mekanismeja, jotka ovat IVY- ja MS-taudin patogeneesin taustalla, ohjata tulevaa tutkimusta ja suunnitella uusia, optimoituja hoitoprotokollia.

Hypoteesi:

Gluteeni voi lisätä suoliston läpäisevyyttä ja siten lisätä antigeenien sisäänvirtausta mahdollisesti aktivoimalla CXCR3:a enterosyyteissä. Lisääntynyt suoliston läpäisevyys, suolen tulehdus ja suurempien gliadiinimolekyylien imeytyminen voivat liittyä BBB:n lisääntyneeseen läpäisevyyteen. BBB-endoteelisolujen aktivaatio voi johtaa tiukan liitoksen eheyden menettämiseen, mutta myös lisääntyneeseen integriinin ilmentymiseen ja siten lisääntyneeseen immuunisolujen ekstravasaatioon keskushermostoon.

Odotettu tutkimusarvo:

Tutkimus voi auttaa ymmärtämään paremmin ON- ja MS-tautien patologioita ja muodostaa perustan uusien hoitokäytäntöjen kehittämiselle. Näyttöön perustuvan tutkimuksen tekeminen gluteenin saannin mahdollisista vaikutuksista autoimmuunisairauksien etenemiseen vähentää väärää tietoa ja valaisee käytännön haasteita, jotka liittyvät hoitoon liittyvien ravitsemustoimenpiteiden toteuttamiseen. Tutkimus on tieteellisen eettisen komitean hyväksymä.

Menetelmät:

Tutkimus on kliinisesti kontrolloitu, avoin interventiotutkimus, johon osallistui 40 potilasta, joilla on äskettäin diagnosoitu CIS tai MS. Potilaat jaetaan interventioryhmään ja kontrolliryhmään, joissa kussakin on 20 potilasta. Interventioryhmä pidättäytyy gluteenista kuuden kuukauden ajan, kun taas kontrolliryhmän potilaat säilyttävät tavanomaiset ruokailutottumukset. Ennen ja jälkeen interventiojakson suoritetaan erilaisia ​​mittauksia. Nämä sisältävät:

• Antropometriset mittaukset: suoritetaan GFD:n mahdollisten vaikutusten seuraamiseen osallistujien kehon koostumukseen.
• Ruokavalio- ja elämäntapatutkimukset: käytetään osallistujien ruokailutottumusten, tupakoinnin, liikunnan, fyysisen aktiivisuuden, unirytmin ja elämänlaadun seurantaan.
• Kliiniset toimenpiteet: Relapset, laajennettu vammaisuusasteikko (EDSS), MS-diagnoosi, sairautta modifioiva hoito, T2-leesioiden määrä ja vauriokuormitus. Hoidon tilaa ja viimeaikaisia ​​relapseja käytetään kovariaatteina logistisessa regressioanalyysissä.
• Dynaaminen kontrastitehostettu MRI: käytetään mittaamaan BBB:n läpäisevyyttä useissa kudosalatyypeissä (normaalin näköinen valko-aine ja harmaa aine sekä MS-leesiot) segmentoituna korkearesoluutioisissa T2 FLAIR- ja 3D T1 -painotetuissa kuvissa. Uusien tai pahentuvien leesioiden määrää seurataan.
• Suolen läpäisevyystesti: suoritetaan suolen läpäisevyyden ja absorptiokyvyn mittaamiseksi.
• Lannepunktio: käytetään taudin aktiivisuuden määrittämiseen keskushermostossa. Analyyseihin kuuluvat pre-haptoglobiini 2, oligoklonaaliset vyöhykkeet, TNF-a, IL-1β, IL-8, INF-y, CXCL9, CXCL10, CCL5, immuunisolumäärät, CXCR3:n ilmentyminen immuunisoluissa.
• Verinäytteet: käytetään keskushermoston ulkopuolisen tulehduksen asteen määrittämiseen ja keliakian diagnosointiin. Analyyseihin kuuluvat S100β, pre-haptoglobiini 2, anti-gliadiinivasta-aineet, CRP, TNF-α, IL-1β, INF-γ, immuunisolumäärät, CXCR3:n ilmentyminen immuunisoluissa, endotoksiini, suoliston rasvahappoja sitova proteiini, 25-( OH)-kolekalsiferoli.
• Ulostenäytteet: käytetään suoliston mikrobiston profiloinnin ja lyhytketjuisten rasvahappojen mittaamiseen.

BBB:tä ja suolen läpäisevyyttä ei mitata ainoastaan ​​MRI-skannauksella ja suoliston läpäisevyystestillä, vaan myös käyttämällä biomarkkerin zonuliinia. Huomionarvoista on, että zonuliinimittauksemme CSF:stä (BBB:n läpäisevyydestä) ja seerumista (suolikanavan läpäisevyydestä) suoritetaan yhteistyössä apulaisprofessori tohtori Ian Galean kanssa, joka on kehittänyt ainutlaatuisen analyyttisen menetelmän, joka perustuu Western blot -menetelmään käyttäen ei-kaupallisesti Bioradin valmistama patentoitu vasta-aine tähän tarkoitukseen. Jokainen muu tiedeyhteisössä käytetty määritys mittaa sekä haptoglobiinia että zonuliinia, kun taas analyysimme mittaa vain zonuliinia ja siksi sille on ominaista lisääntynyt tarkkuus.

Odotetut tulokset:

Gluteenittoman ruokavalion odotetaan lievittävän CIS-oireita, parantavan elämänlaatua ja vähentävän riskiä CIS:n etenemisestä MS-tautiin. Mekaanisesti tämän odotetaan ilmenevän normalisoituneena BBB:n ja suoliston läpäisevyyden, vähentyneen leesion aktiivisuuden ja aiemmin yliaktiivisen immuunijärjestelmän toiminnan vaimentamisena. Jos hypoteesimme osoittautuu oikeaksi, MS- ja CIS-potilaille tulee tiedottaa tutkimuksen tuloksista ja mahdollisuus seurata GFD:tä voi mahdollisesti tulla osaksi standardisoitua potilaiden hoitoa sairaaloissa.

Tulosten julkaisu:

Tulokset julkaistaan ​​tutkimustuloksista riippumatta. Positiiviset, negatiiviset ja epäselvät tulokset julkaistaan. Tuloksia odotetaan julkaistavaksi vertaisarvioiduissa kansainvälisissä aikakauslehdissä.