Metabolomiikka: uusi työkalu ikään liittyvän silmänpohjan rappeuman patogeneesin tutkimiseen (AMDMetab)

Ikään liittyvä silmänpohjan rappeuma (AMD) on johtava aikuisten sokeuden syy kehittyneissä maissa ja kolmas maailmanlaajuisen sokeuden syy. Se on silmien ikääntymistä aiheuttava sairaus, jolla on valtava vaikutus päivittäiseen elämänlaatuun. Kliinisesti AMD on etenevä sairaus, joka kehittyy varhaisesta myöhäiseen vaiheeseen - maantieteelliseen atrofiaan (GA) tai suonikalvon uudissuonittumistilaan (CNV). GA:lla ei ole tällä hetkellä hoitoa, ja CNV vaatii useita kalliita lasiaisensisäisiä injektioita. Potilaat, joilla on AMD:n myöhäisvaiheet, muodostavat valtavan taloudellisen taakan yhteiskunnalle ja aiheuttavat valtavia lääketieteellisiä ja ei-lääketieteellisiä kustannuksia.

Sen vuoksi etenemisen ennustaminen on äärimmäisen tärkeää. On osoitettu, että AMD:n etenemisellä on monitekijäinen luonne, jossa yhdistyvät fenotyyppiset ja useat ympäristölliset ja geneettiset riskitekijät. Eri riskitekijöitä on yritetty sisällyttää teoreettisiin ennustemalleihin, mutta ne eivät ole käytännöllisiä kliinisessä ympäristössä eivätkä selitä biologisia vuorovaikutuksia. Siten nykyisessä kliinisessä käytännössä riskien ennustamista arvioidaan edelleen fenotyyppisesti, ottamatta huomioon AMD:n monitekijäistä luonnetta.

Uusi lähestymistapa, joka voi mahdollistaa kaikkien AMD:hen vaikuttavien tekijöiden integroinnin, on metabolomiikka, elävien organismien metabolisten muutosten samanaikainen moniparametrinen mittaus vastauksena häiriöihin (sairaus, ruokavalio, ympäristö jne.). Metabolomiikan arvo lääketieteellisessä tutkimuksessa on tullut selväksi useiden syöpää, sydän- ja verisuonitauteja ja Alzheimerin tautia (AD) koskevilla tutkimuksilla, joista jälkimmäinen jakaa yhteisiä polkuja AMD:n kanssa, sekä lisäämällä investointeja tälle alueelle. Metabolia heijastaa tapahtuvia biokemiallisia prosesseja ja muodostaa siten sormenjäljen organismin terveydentilasta tietyllä hetkellä, joka voidaan mitata ydinmagneettiresonanssispektroskopialla (NMR) ja/tai massaspektrometrialla (MS). Tutkimusryhmän aikaisempi työ osoitti, että metabolomiikka voi olla tehokas työkalu myös AMD:n tutkimiseen, mikä mahdollistaa AMD:n spesifisten plasmametabolisten profiilien tunnistamisen, jotka vaihtelevat vaikeusasteen mukaan ja ovat ensisijaisesti lipidimetaboliitteja, jotka liittyvät glyserofosfolipidi- ja sfingolipidireitteihin. sekä puriinit Nykyinen tutkimus selventää edelleen metabolomiikan roolia AMD:n ymmärtämisessä ja tunnistaa myös mahdollisia biologisesti vankkoja biomarkkereita, jotka voivat ratkaista etenemisen ennustamisen ongelman. Tutkijat olettavat, että plasman ja virtsan metabolominen profiili niillä koehenkilöillä, jotka etenevät viiden vuoden aikana (etenevät) on erilainen kuin niillä, jotka pysyvät samassa AMD:n vaikeusasteessa (ei etenevät). Alustavien tietojemme perusteella tutkijat olettavat, että metaboliittien paneeli erottaa nämä kaksi ryhmää (etenevät ja ei-etenevät), ja että tämä koostuu enimmäkseen lipideistä ja aminohapoista.

Näiden tavoitteiden saavuttamiseksi rekrytoidaan henkilöitä, jotka osallistuivat ryhmämme aiempaan prospektiiviseen AMD-metabolomiikkaa koskevaan tutkimukseen. Tukikelpoisia ovat kaikki IN654-tutkimukseen osallistuneet (tammikuun 2015 ja heinäkuun 2016 välisenä aikana). Nämä palautetaan mieleen ja eteneminen arvioidaan fenotyyppisesti, mikä määrittelee AMD:n etenevät ja ei-progressoivat ryhmät.

AMD:n etenemisen ja sairauden metaboliset allekirjoitukset luovat polun tulevalle etenemisen metabolisten biomarkkerien määrittelylle, joka voi edustaa nopeaa, luotettavaa ja mahdollisesti edullista menetelmää etenemisen ennustamiseen. Kaiken kaikkiaan tämän lähestymistavan pitäisi tarjota mahdollisuus löytää uusia arvokkaita lisätyökaluja rutiininomaiseen kliiniseen arviointiin. Tämä mahdollistaa ennaltaehkäiseviin strategioihin perustuvien lääketieteellisten toimenpiteiden vähentämisen sokeusvaiheeseen, mikä viime kädessä vähentää myös AMD:n yhteiskunnallisia kustannuksia.

Alustavat tiedot Tutkimusryhmä oli edelläkävijä metabolomiikan soveltamisessa AMD:n tutkimukseen kaikissa vaiheissa, ja vuonna 2015 AIBILI-tiimi rekrytoi ja keräsi lähtötietoja yhteensä 295 koehenkilöstä (242 AMD-potilasta ja 53 kontrollia). Tämä tutkimuskohortti johdetaan kyseisestä tutkimuspopulaatiosta.

Tutkijat ovat julkaisseet laajasti hypoteesin, jonka mukaan metaboliset profiilit vaihtelevat AMD-vaiheiden välillä. Uusimmassa paperissa, joka sisältää koko tutkimuspopulaation, käytettiin meta-analyysejä eri kohorttien tietojen yhdistämiseksi. Tämä asiakirja tarjoaa lisätodisteita siitä, että AMD-potilailla on muuttunut plasman metabolominen profiili verrokkeihin verrattuna ja että nämä profiilit vaihtelevat sairauden vaikeusasteen mukaan. Tulokset osoittivat, että 28 metaboliittia erosi merkittävästi AMD-potilaiden ja kontrollien välillä (FDR-q-arvo: 4,1 x 10-2 - 1,8 x 10-5) ja 67 eri taudin vaiheiden välillä (FDR q-arvo: 4,5 x 10). -2 - 1,7 x 10-4). Reittianalyysi osoitti glyserofosfolipidin, puriinin, tauriinin ja hypotauriinin sekä typen aineenvaihdunnan merkittävää rikastumista (p-arvo < 0,04).

Metaboliittitiedot huomioon ottavien mallien suorituskyvyn arvioimiseksi suoritettiin vastaanottokäyrän (ROC) arvioinnit. Molemmat mallit, joissa otetaan huomioon metaboliitin muutokset sairauden eri vaiheissa (AUC = 0,815; 95 % CI: 0,771-0,860) ja malli, jossa verrataan AMD-potilaita verrokkeihin (AUC = 0,789; 95 % CI: 0,738-0,840) menestyi paremmin (p-arvo = 3,74 x 10-6 ja p-arvo = 2,07 x 10-4) klassisempaa mallia, jossa otetaan huomioon pelkät demografiset kovariaatit (AUC = 0,725; 95 % CI: 0,671-0,779) Tämä on todiste siitä, että metabolomiikka voi olla hyödyllinen työkalu AMD:n etenemisen pitkittäistutkimuksessa.

Yleinen tutkimussuunnitelma Viiden vuoden kuluttua ensimmäisestä AMD:n metabolomisesta tutkimuksesta kaikki osallistujat kutsutaan osallistumaan tähän tutkimukseen.

Kaikki osallistujat kutsutaan tulemaan AIBILIin suorittamaan tutkimustoimenpiteet, joihin kuuluvat värilliset silmänpohjakuvat (CFP), SD-OCT ja pyyhkäisylähde OCT (SS-OCT). Lisäksi heitä pyydetään vastaamaan validoituun ruokatiheyskyselyyn (FFQ)19 ja kyselyyn, joka koskee heidän säännöllistä fyysistä aktiivisuuttaan. Systeemiset rinnakkaissairaudet ja nykyiset lääkitykset rekisteröidään. Veri- ja virtsanäytteitä kerätään metabolomista profilointia varten. Toiminnallinen testaus mikroperimetrialla ja pimeäsovituksella tarjotaan valinnaisena lisätutkimuksena.

Tämän jälkeen saatu CFP arvostellaan. IN654-tutkimusten luokittelun menetelmien mukaisesti kaikki CFP standardoidaan ryhmämme kehittämällä ohjelmistolla. Kaksi riippumatonta luokkalaista, jotka ovat naamioituneet muille tiedoille, arvioivat kaikkien silmien AMD-vaiheen AREDS-luokituksen mukaisesti.21 Potilaiden jokainen silmä arvioidaan erikseen, ja jos eri silmä katsotaan asianomaisen kohteen luokituksena edistynein silmä. Aiemmin tehtyä IN654-tutkimusluokitusta verrataan. Progressoijat määritellään potilaiksi, jotka: (i) oli alun perin luokiteltu varhaiseksi AMD:ksi ja joilla on viiden vuoden iässä keskiaste tai myöhäinen AMD; (ii) oli alun perin luokiteltu AMD:n keskitasoiseksi ja on ollut viisi vuotta myöhässä AMD:stä. Ei-etenevät henkilöt, jotka pysyvät samassa AMD-vaiheessa viiden vuoden vierailun aikana.