Sejtjelzés, reinnerváció és anyagcsere Kennedy-kórban és amiotrófiás laterális szklerózisban (ALS) (CERMALS)

Amiotrófiás laterális szklerózisban (ALS) a funkcionális motoros neuronok elvesztését kezdetben a kollaterális reinnerváció kompenzálja, de a betegség előrehaladtával a kompenzáció általában sikertelen, ami progresszív izomgyengeséghez vezet. Ezzel szemben a hosszú távú ALS-túlélőkben a lassú funkcionális hanyatlás összefügg azzal a képességükkel, hogy az idő múlásával sikeres kompenzációs választ adnak a denervációra. Még tisztázni kell azokat a molekuláris mechanizmusokat, amelyek révén a kompenzációs reinnerváció, a működés és a túlélés kulcsfontosságú folyamata az idő múlásával fennmarad. Korábban kimutattuk, hogy az izomtényezők szerepet játszhatnak az izom beidegzés és -működés fenntartásában az ALS hosszú távú túlélőinél (Bruneteau et al., 2013). Az energia-anyagcsere és a glükóz homeosztázis módosulásai szintén befolyásolják a betegség klinikai lefolyását, de nem ismertek azok a mechanizmusok, amelyek révén hozzájárulnak az ALS progressziójához. Az inzulin jelátviteli kaszkádok sok közös lépést osztanak meg az inzulinszerű növekedési faktor-1 (IGF-1) jelátviteli útvonalakkal, és összekapcsolják az izomtömeg fenntartását a glükóz- és energiaanyagcserével, amelyek mind az ALS progressziójához kapcsolódnak. Munkahipotézisünk az, hogy az inzulin jelátviteli útvonalak nagy szerepet játszanak a kollaterális reinnerváció és az izomműködés fenntartásában ALS-ben. Ennek a hipotézisnek a megnyugtatása érdekében számszerűsítjük az ALS-betegektől vett izomminták beidegzését, és ezeket az eredményeket korreláljuk az inzulin fő jelátviteli útvonalainak aktiválódási szintjével és a glükóz metabolizmus kulcsfontosságú tényezőinek expressziójával. Ezeket az adatokat a motoros funkció és a motoros neuronok időbeli elvesztésének értékelésével együtt elemzik annak megértése érdekében, hogy az inzulin jelátvitel és a glükóz homeosztázis hogyan befolyásolja a betegség progresszióját. Annak megfejtésére, hogy az energia- és glükózanyagcsere hogyan játszik szerepet a magas szintű kollaterális reinnerváció megőrzésében az idő múlásával, az ALS-betegeken kapott eredményeket összehasonlítják a hasonló korú normál alanyok és a spinális és bulbaris izomsorvadásban (SBMA) szenvedő betegek eredményeivel.

BETEGEK ÉRTÉKELÉSE

1. Klinikai értékelés

   • A betegek jellemzői
   • A betegek jellemzőit a felvételkor felülvizsgálják: a személyes vagy családi kórtörténet, a kezdeti életkor, a kezdeti lokalizáció (végtag vagy bulbar), egyidejűleg alkalmazott gyógyszerek, beleértve a riluzolt.
   • A betegség kiértékelését a kiinduláskor, 3 hónap, 6 hónap és 12 hónap után kell elvégezni:
   • A funkcionális károsodást a felülvizsgált ALS Functional Rating Scale (ALSFRS-R) segítségével értékelik, amely egy 12 tételből álló skála, amely a mindennapi tevékenységek teljesítményét értékeli. A jelek és tünetek 4-től (normál működés) 0-ig (nem lehet megkísérelni a feladatot) (Cedarbaum et al., 1999) terjednek. Tizenkét funkció van felsorolva, többek között: beszéd, nyálfolyás és nyelés a bulbar érintettsége esetén; írás, etetés, öltözködés, fordulás az ágyban, séta és lépcsőzés felső és alsó végtagok érintettsége esetén; légzésfunkció.
   • Az izomerőt 28 izomzaton mérik kézi izomteszttel az Orvostudományi Kutatótanács minősítési rendszere szerint.

2. Laboratóriumi tesztek

   • A rutin biológiai teszteket, beleértve a vérlemezkeszámot és a véralvadási tesztet, a kiinduláskor elvégzik
   • Valamennyi beteg esetében a felvételkor elvégzik az összes fő ALS-hez kapcsolódó gén genetikai szűrését (beleértve az eddigi C9ORF72, SOD1, TARDBP, FUS, UBQLN2, TBK1 géneket és minden felfedezhető új, fő ALS-hez kapcsolódó gént) .
   • A légzésfunkciót a kiinduláskor értékelik, az M6 és M12 értékeket az ALS központban végzett rutin követési eljárás részeként, beleértve a vitális kapacitást az előre jelzett normál vitális kapacitás százalékában kifejezve, az artériás vérgáz elemzést az artériás parciális nyomás meghatározásához. oxigén és szén-dioxid, valamint éjszakai pulzoximetria (oxihemoglobin szaturáció).
3. Felületi EMG-eljárás és motoros egységszám-index (MUNIX) mérés A neuromuszkuláris funkció felszíni EMG-értékelését minden betegnél elvégzik a kiinduláskor. A szabványosított EMG protokoll magában foglalja a felső és alsó végtagok motoros idegvezetési vizsgálatait, valamint az ismétlődő idegstimulációs vizsgálatokat a gerincvelői járulékos idegen, a hónaljidegen, az ulnaris idegen és mindkét felső végtag radiális idegén végzett neuromuszkuláris átvitel értékelésére. A MUNIX mérést a deltoid és a biceps brachii izmokon végzik el, az alapvonalon, 3 hónapos, 6 hónapos és 12 hónapos korban.
4. A tápláltsági állapot és az általános anyagcsere-profil felmérése

A tápláltsági állapot és az általános anyagcsere-profil értékelését kezdetben elvégzik a két betegcsoport esetében, és a következőkre terjed ki:

• Adatgyűjtés súly, magasság, BMI meghatározása, derék- és csípőkörfogat (derék/csípő arány számítás), tápanyagbevitel
• Testösszetétel mérése teljes testtel Kettős röntgenabszorpciós mérés (DEXA)
• A nyugalmi energiafelhasználás felmérése (indirekt kalorimetria)
• Az inzulinszekréció és az inzulinrezisztencia értékelése a glükóz- és inzulinszint mérésével standardizált folyékony étkezési teszt elfogyasztása előtt és 30 perccel azután. Az inzulinrezisztenciát és az inzulinszekréciót a HOMA-IR (inzulinrezisztencia index), az inzulinszekréciót pedig a HOMA-B (inzulin szekréciós index) és az inzulinogén index kiszámításával értékeljük.
• Az IGF-1 tengelykomponensek szérumkoncentrációjának meghatározása.

MOTOROS PONT IZOMBIOPSZIÁS ELJÁRÁS Minden beteg esetében az izommintákat a deltoid izomból nyílt biopsziával, helyi érzéstelenítéssel minden betegnél eltávolítják. Az NMJ-ket tartalmazó régiót a szike hegye által kiváltott kis rándulás határozza meg az izomfasculusok felszínén. Egészséges kontroll egyének esetében ízületi vagy csontbetegség miatti vállműtét során biopsziás mintákat vesznek a deltoid izomból.

Az NMJ-k jelenlétét a biopsziás minta hosszanti csíkján a klasszikus Koelle-módszerrel igazoljuk, amely feltárja a kolinészteráz aktivitást (Koelle és Friedenwald, 1949). Minden biopsziás mintát több izomfragmensre osztanak fel. Az NMJ-k morfológiájának konfokális képalkotó vizsgálatához az izommintákat 4%-os paraformaldehidben rögzítik. Az NMJ ultrastruktúrájának elektronmikroszkópos vizsgálatához a mintából származó vékony izomcsíkokat 2%-os paraformaldehid és 2,5%-os glutáraldehid keverékében rögzítik. Számos izomfragmenst frissen lefagyasztanak izopentánban szövettani, biokémiai és molekuláris vizsgálatok céljából.