Parkinsonin taudin epidemiologia Kroatiassa ja geneettisten tekijöiden ja mikrobiotan vaikutus taudin etenemiseen ja hoitotuloksiin (GiOPARK) (GiOPARK)

Parkinsonin tauti (PD) on toiseksi yleisin neurodegeneratiivinen sairaus, jota sairastaa 2–3 % yli 65-vuotiaista väestöstä. Esiintymisessä on merkittäviä eroja maantieteellisen sijainnin, rodun ja etnisyyden mukaan. Taudin tarkkaa syytä ei vielä tiedetä, mutta geneettisten ja ympäristötekijöiden rooli on jo selvitetty. Tietyt taudin geneettiset muodot muodostavat pienen prosenttiosuuden, joten ympäristötekijöillä uskotaan olevan merkittävämpi vaikutus taudin kehittymiseen. PD:n ilmaantuvuus on suurempi ihmisillä, jotka ovat altistuneet merkittäville määrille torjunta-aineita ja traumaattisia aivovaurioita, kun taas tupakoitsijoilla ja ihmisillä, jotka kuluttavat enemmän kofeiinia, esiintyvyys on pienempi.

Lisäksi suoliston ja suun mikrobiotaa pidetään merkittävänä tekijänä taudin patogeneesissä, koska PD:stä kärsivillä ihmisillä on havaittu kukkien epätasapaino. Tässä vaiheessa ei tiedetä, edeltääkö suolen mikrobiotan dysbioosi sairautta vai johtuuko se maksa-aivo-akselin hermosolujen häiriöstä. Koska Kroatiassa ei ole toistaiseksi tehty asianmukaista epidemiologista tutkimusta, geneettisiin ja ympäristötekijöihin liittyvien PD-tapausten lukumäärästä ei ole tietoa, joten tämä projekti on tieteellisesti ja sosiaalisesti vaikuttavampi.

Spesifinen patofysiologinen tapahtuma PD:ssä on neuronien häviäminen substantia nigrassa sekä solunsisäisen proteiinin a-synukleiinin kerääntyminen koko keskushermostoon. On tärkeää huomata, että PD on oireeton pitkään, koska oireet alkavat ilmetä vasta, kun yli 70-80 % dopaminergisistä hermosoluista on menetetty. PD:n mukana seuraa gliasolujen toimintahäiriö, eli solut, jotka yleensä vastaavat homeostaattisten olosuhteiden ylläpitämisestä keskushermostossa. Toimintahäiriö johtaa neuroinflammaatioon ja mikrogliaaktivaatioon, fagosytoosiin ja hermosolujen tuhoutumiseen. Toisaalta astrosyyteistä, gliasoluista, jotka osallistuvat keskushermoston hermosolujen suojaamiseen ja vaurioiden korjaamiseen, puuttuu oikea ravinto- ja korjaava reaktio. Valitettavasti PD:lle ei vieläkään tunneta spesifistä biomarkkeria, mutta neurodegeneratiivisten, ravitsemuksellisten ja immunologisten merkkiaineiden muutokset näissä sairauksissa mahdollistavat taudin etenemisen kokeellisen seurannan. Viimeaikaiset tutkimukset ehdottivat yhteyttä suoliston mikroflooran ja gliasolujen välillä fysiologisissa olosuhteissa, mutta myös erilaisten hermostoa rappeutuvien sairauksien patogeneesissä. Tällä hetkellä uskotaan, että ensimmäiset patofysiologiset muutokset tapahtuvat suoliston hermostossa, joka on suorassa kosketuksessa suolen mikroflooran kanssa. Tällä tavalla suoliston mikrobiota voisi moduloida PD:n patogeneesiä ja myötävaikuttaa kliinisen esityksen yksilöiden väliseen vaihteluun. Vaikka pieni määrä tutkimuksia keskittyi tähän osaan taudin patogeneesiä, suoliston ja suun mikroflooran dysbioosin todellista vaikutusta PD:n patogeneesiin ei ole osoitettu. Ei ole myöskään tehty tutkimuksia, joissa selvitettäisiin geneettisten ja ympäristötekijöiden välistä suhdetta, minkä vuoksi prospektiiviset tutkimukset de novo PD-potilailla ovat välttämättömiä dysbioosin keskimääräisten vaikutusten valottamiseksi taudin etenemiseen ja hoidon tulokseen.

Hanke päättyy neljässä vuodessa, ja ensimmäiset 20 kuukautta on omistettu ensimmäiselle vaiheelle (geneettis-epidemiologinen tutkimus) ja kaikki 48 kuukautta hankkeen toiselle vaiheelle (prospektiivinen kliininen tutkimus). Osallistujat: Tutkimusryhmä tutkimuksen ensimmäinen vaihe sisältää PD-potilaita kaikkialla Kroatian tasavallassa. Väestö sisältää kaikki Kroatiassa tällä hetkellä asuvat sairaat, jotka ovat Kroatian PD-potilasyhdistyksen jäseniä tai työskentelevät sen kanssa. Arvioitu vaste on 10 % PD-populaatiosta (500-750 potilasta). Potilaat täyttävät epidemiologiset kyselylomakkeet ja potilaat, joilla on familiaalinen PD, valitaan. Taudin perinnöllisen muodon odotettu ilmaantuminen PD-populaatiossa on noin 10-15 % (50-75). Tutkimuksen toinen vaihe (prospektiivinen kliininen tutkimus) sisältää kaksi aiheryhmää. Ensimmäinen muodostuu potilaista Rijekan kliinisten sairaalakeskusten potilaista, joita ei ole vielä hoidettu aktiivisesti (lääkkeettömiä), kun taas toinen koostuu terveistä kontrolleista, jotka ovat samassa ikäryhmässä. Molempien ryhmien tavoitemäärä on 50 kohdetta. Lääkkeitä käyttämättömien potilaiden osallistumiskriteerinä on vahvistettu PD-diagnoosi Movement Disorder Societyn kliinisen diagnostisen kriteerin mukaisesti. Terveet kontrolliryhmät koostuvat samasta ikäryhmästä, joilla on sama ravitsemustila (painoindeksi) ja jotka asuvat samalla maantieteellisellä alueella kuin testiryhmä. Osallistumisen poissulkemiskriteereitä ovat ainutlaatuiset ruokavaliosuunnitelmat, krooninen suolistosairaus, mikä tahansa autoimmuunisairaus, akuutit infektiotaudit, akuutti aktiivinen tulehdus, potilashistoria, joka on positiivinen merkittävistä maha-suolikanavan kirurgisista toimenpiteistä sekä aktiivinen antibiootti, probiootti, ravintolisä, kortikosteroidi ja immunosuppressiiviset lääkkeet.

Ensimmäinen vaihe - geneettis-epidemiologinen tutkimus (20 kuukautta): Ensimmäisen yhdeksän kuukauden aikana kaikkialla Kroatiassa rekrytoidaan osallistujia, jotka ovat Kroatian PD-potilasyhdistyksen jäseniä tai työskentelevät sen kanssa. Ensimmäisen tutkimusvuoden lopussa osallistujat sekvensoivat koko eksominsa seuraavan sukupolven sekvensoinnin (NGS) avulla geneettisten varianttien löytämiseksi kroatialaisista potilaista. Toisen tutkimusvuoden aikana suunnitellaan tulosten analysointia ja levittämistä sekä neuvontaa osallistujille, joilla on vahvistettu sairauden suvullinen variantti. Tätä tarkoitusta varten osallistujat antavat verinäytteitä geneettistä analyysiä varten. Tavoitemäärä koehenkilöitä tässä tutkimuksen vaiheessa on 50. Osallistujia pyydetään myös täyttämään useita jäsenneltyjä opintolomakkeita, joiden pitäisi antaa arvio osallistujan geneettisestä taustasta sekä tietoa hänen biorytmistään, unirytmistä, ruokavaliosta, elämäntavoitteista ja yleisestä stressistä.

Toinen vaihe - prospektiivinen kliininen tutkimus (48 kuukautta): Osallistujien valinta suoritetaan kliinisen tutkimuksen ensimmäisen vuoden ajan. Kontrollikäynneille valitaan seuraavat aikavälit: lähtötaso; 6 kuukautta, 12 kuukautta, 24 kuukautta ja 30 kuukautta. Tulosten analysointi ja levittäminen on suunniteltu kahden viimeisen tutkimusvuoden aikana. Jokaisen tutkimukseen osallistujan eksomi sekvensoidaan NGS:llä, keskittyen enimmäkseen osiin, joilla on tunnettu vaikutus PD:n patogeneesiin. Sekä potilaille että terveelle kontrolliväestölle määritetään myös mikrobiston koostumus NGS:llä sekä toiminnallinen tila analysoimalla lyhytketjuista rasvahappokoostumusta, mikrobiotan tunnettuja aineenvaihduntatuotteita. ELISA-testiä (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) käytetään tulehduksen tilan, gliatoimintojen ja taudin etenemisen arvioimiseen osallistujan seerumi- ja plasmanäytteiden spesifisillä markkereilla. Fluoresenssikorrelaatiospektroskopiaa (FCS), tarkemmin sanottuna tioflaviini T (ThT) fluktuoivan intensiteetin fluoresenssianalyysiä (FIFA) käytetään määrittämään patologisten konformaatioproteiinimuotojen olemassaolo ja niiden suhde sairauden asteeseen ja hoitoon. Näitä menetelmiä varten osallistujia pyydetään antamaan veri-, uloste- ja sylkinäyte. Taudin etenemistä seurataan myös transkraniaalisella B-mod-sonografialla ja magneettisella aivoresonanssilla.

Eksomin sekvensointi suoritetaan lähtötilanteessa, kun taas mikrobiotan koostumuksen ja toiminnan analyysi tehdään ensimmäisellä ja viimeisellä kontrollikäynnillä. Jokaisessa kontrollitutkimuksessa tehdään biomarkkerianalyysi, proteiinin konformaatioanalyysi ja neuroradiologiset menetelmät. Ensimmäisestä vierailusta lähtien osallistujia pyydetään täyttämään useita jäsenneltyjä tutkimuskyselyitä, jotka antavat arvion osallistujan geneettisestä taustasta sekä tietoa hänen biorytmistään, unirytmissään, ruokavaliostaan, elämäntavoitteistaan ​​ja yleisestä stressistä. Lisäksi osallistujien kognitiivinen tila arvioidaan validoiduilla testeillä, kuten Mini-Mental State Examination (MMSE) ja Montreal Cognitive Assessment (MoCA), kun taas yleiset ei-motoriset oireet arvioidaan ei-motoristen oireiden avulla. Motor Symptoms Questionnaire (NMSQ) ja Non-Motor Symptoms Scale (NMSS). Potilaita arvioidaan myös UPDRS:n (Unified Parkinson's disease rating scale) avulla, joka on PD:n näkyvin asteikko.

Hankkeen ensimmäisen vaiheen päätavoitteena on selvittää, mitkä geneettiset mutaatiot ovat eniten edustettuina PD:n perhemuodon vaivaamassa Kroatian väestössä. Toisessa vaiheessa päätavoitteena on selvittää geneettisten tekijöiden ja mikrobiologisten tekijöiden vaikutus taudin etenemiseen ja hoitotuloksiin. Hankkeen tämän osan erityistavoitteina on selvittää, kuinka monella PD-potilaiden yleisessä populaatiossa on geneettinen sairaus ja millä geeneillä on rooli kyseisessä häiriössä, sekä määrittää suoliston ja suun mikrobiotan koostumus sekä potilastestiryhmä ja terve kontrolliryhmä. Lisäksi erityistavoitteina on arvioida tavanomaisen PD-hoidon vaikutuksia mikrobiotan koostumukseen, hermoston rappeutumisen etenemiseen ja hermotulehduksen aktiivisuuteen keskushermostossa sekä tutkia, onko mikrobiotan fysiologisen ja patofysiologisen toiminnan välillä yhteys mikrobiotan fysiologisen ja patofysiologisen toiminnan välillä käyttämällä mikrobiotan merkkejä. taudin eteneminen ja gliaaktiivisuus. Viimeisenä erityistavoitteena on analysoida mahdollisia patologisia konformaatioproteiinimuotoja, joita voitaisiin käyttää biomarkkerina taudin alkuvaiheessa ja taudin etenemisen biomarkkerina.

Tutkimuksen ensimmäinen vaihe tuottaa ensimmäiset epidemiologiset tiedot PD:n perhemuodosta sekä mutaatioista, jotka ovat eniten edustettuina PD-potilailla Kroatiassa. Lisäksi prospektiivisen kliinisen tutkimuksen avulla saadaan selville geneettisten ja ympäristötekijöiden toisiinsa kietoutuvat vaikutukset taudin syntymiseen ja etenemiseen sekä niiden vaikutus hoitotulokseen. Suoliston ja suun mikrobiotan koostumusanalyysi määrittää, onko PD:n ja terveen väestön välillä eroa, kun taas lyhytketjuisen rasvahappoprofiilin käyttö määrittää aineenvaihdunnan erot näiden kahden ryhmän välillä. Keskushermoston homeostaasin, tulehduksen ja neurogliatoiminnan markkereiden analysointi määrittää taudin etenemisen ja korreloi ne myös geneettisiin tekijöihin sekä mikrobiotan toimintaan ja koostumukseen. Alfa-synukleiinin patologisten konformaatiomuotojen analysointi voi johtaa uusien biomarkkereiden löytämiseen taudin alkuvaiheessa sekä taudin etenemisen seuraamiseen