sCD163 nei pazienti affetti da SLA

Introduzione La sclerosi laterale amiotrofica (SLA) è una malattia mortale con progressiva debolezza muscolare che porta a grave disabilità e infine alla morte. È la forma più comune di malattie dei motoneuroni e coinvolge sia i motoneuroni superiori che quelli inferiori. La sopravvivenza mediana dall'esordio dei sintomi alla morte è di circa 3 anni.

Poiché la diagnosi si basa su caratteristiche cliniche e anomalie elettromiografiche, che possono verificarsi piuttosto tardi nel decorso della malattia, è necessario identificare test diagnostici che possano confermare o escludere la diagnosi di SLA nella fase iniziale della malattia.

La SLA è una malattia neurodegenerativa, tuttavia la patogenesi non è ben stabilita. Le cause sono probabilmente multifattoriali e una complessa interazione tra fattori genetici e disfunzione delle vie molecolari vitali riguardanti il ​​gene c9orf72 ereditato in modo dominante e l'alterata captazione del glutammato negli astrociti (recettore EAAT2) dalla fessura sinaptica e quindi l'eccitotossicità del glutammato. Questa eccitotossicità del glutammato può causare stress ossidativo, canali del sodio persistenti voltaggio-dipendenti e attivazione della microglia con conseguente secrezione di citochine proinfiammatorie.

Più recentemente, ci sono studi che suggeriscono che la neuroinfiammazione svolga un ruolo nello sviluppo della SLA. Uno studio del 2012 (un modello murino di SLA, che sovraesprime superossido dismutasi mutante (mSOD1)), ha documentato che la microglia può proteggere e danneggiare i motoneuroni a seconda del fenotipo della microglia attivato. Sembra che sia un continuum tra lo stato fenotipico protettivo M2 (insorgenza della malattia) e lo stato fenotipico neurotossico M1 (stadio terminale della malattia). Inoltre, all'inizio della malattia i topi esprimevano livelli più elevati di Ym1, CD163 e fattore neurotrofico derivato dal cervello (marcatori di M2).

Tra gli altri meccanismi molecolari, vale la pena menzionare le anomalie strutturali e funzionali dei mitocondri, la compromissione dei sistemi di trasporto assonale e del traffico endosomiale e l'induzione della risposta allo stress del reticolo endoplasmatico, sebbene sembrino essere eventi secondari nella SLA. Il risultato netto è la degenerazione dei motoneuroni nella corteccia cerebrale, nei nuclei dei nervi cranici, nel corno anteriore del midollo spinale e nei tratti corticospinali. L'unico trattamento attualmente disponibile è il riluzolo che ha dimostrato di prolungare la vita o il tempo di insorgenza di gravi problemi respiratori nei pazienti affetti da SLA. La modalità di azione del Riluzolo deve ancora essere determinata, forse la dinamica è un'inibizione del rilascio di glutammato dal neurone presinaptico. (1,2,3,4,5,6) Sebbene sembri che il processo infiammatorio sia un evento secondario, sembra essere fondamentale per la degenerazione neuronale. In uno studio, si è cercato di ridurre la patologia della SLA attraverso il sistema nervoso centrale mirato ai glucocorticoidi e ci è riuscito riducendo la patologia del tronco cerebrale nei modelli murini di SLA. Di diversi biomarcatori, sono stati testati anche marcatori infiammatori: le citochine della famiglia dell'interleuchina-1. Tra questi solo l'interleuchina-18 totale, il suo inibitore endogeno interleuchina-18BP e la forma attiva della citochina (interleuchina-18 libera) erano significativamente più alti nei pazienti affetti da SLA rispetto ai controlli. La citochina non ha mostrato alcuna correlazione con le diverse forme cliniche di SLA o con il quadro clinico della malattia. Le citochine sono state anche provate come agenti neuroprotettivi. L'eritropoietina (EPO) è conosciuta come il fattore di crescita che mantiene il numero di eritrociti circolanti. Tuttavia, il ruolo biologico dell'EPO è stato esteso ad altre cellule, come neuroni, microglia e astrociti nel cervello. L'EPO sembra sopprimere le citochine proinfiammatorie durante la progressione della malattia, mantenere le citochine antinfiammatorie fino alla fase sintomatica avanzata e infine sembra ritardare l'insorgenza dei sintomi e preservare il numero di motoneuroni. (7,8,9,10) Cluster of differenziation 163 (CD-163) - un nuovo modo per monitorare l'infiammazione nella SLA? CD-163 è un recettore scavenger (riconosce e capta le macromolecole) che segna l'attivazione dei monociti-macrofagi. CD163 funziona per i macrofagi come recettore per i complessi emoglobina-aptoglobina. La forma solubile del recettore è chiamata sCD163 e si trova nel plasma e nel liquido cerebrospinale, dove risulta essere regolata in un'ampia gamma di malattie infiammatorie.

Valori fortemente aumentati (>20 mg/l) si osservano in malattie come la sindrome da attivazione dei macrofagi, la sindrome emofagocitica e l'insufficienza epatica acuta. Inoltre, il livello di sCD163 riflette l'attività della malattia. I pazienti con valori crescenti e alti hanno una prognosi sfavorevole. Valori aumentati (5-20 mg/l) si osservano nelle malattie epatiche, nella sepsi e nella malattia di Gaucher. I pazienti settici con valori superiori a 10 mg/l hanno un rischio 10 volte maggiore di esito fatale. Valori leggermente aumentati (3-5 mg/l) si riscontrano spesso nelle condizioni infiammatorie o infettive e nel cancro. (11,12,13,14) Dati pilota Nel laboratorio degli investigatori, i dati pilota (Kallestrup M et al, dati non pubblicati (15)) hanno mostrato risultati promettenti. C'era un aumento del livello di sCD163 nel liquido cerebrospinale in 7 pazienti con SLA rispetto ai controlli. Inoltre, sia i pazienti SLA definiti che quelli probabili hanno un livello aumentato di sCD163. Questi risultati suggeriscono uno studio più ampio da eseguire valutando i pazienti con SLA nelle fasi iniziali e successive della malattia.

Ipotesi I pazienti con SLA hanno livelli up-regolati di sCD-163 nel liquido cerebrospinale e nel siero rispetto ai soggetti sani e il livello è correlato alla gravità della malattia.

Scopo Definire la concentrazione di sCD-163 nel liquido cerebrospinale e nel siero nei pazienti con SLA rispetto ai controlli (pazienti con sintomi neurologici non specificati). Inoltre, definiremo le concentrazioni di proteine, glucosio, indice di immunoglobulina G e altri fattori nel liquido spinale.

Metodo Popolazione dello studio La popolazione dello studio sarà costituita da tutti i pazienti con SLA accertata e sospetta presso il Dipartimento di Neurologia, Aarhus University Hospital.

I pazienti con SLA accertata che partecipano saranno sottoposti a puntura lombare come parte di questo studio. I soggetti sospettati di soffrire di SLA saranno sottoposti a puntura lombare come parte del loro lavoro diagnostico e verrà analizzato il livello di sCD163 nel loro liquido cerebrospinale.

Al Dipartimento di Neurologia dell'ospedale universitario di Aarhus ci sono circa 80 pazienti con SLA conclamata. Prevediamo che 50 di questi pazienti siano disposti a partecipare e siano idonei per l'inclusione (31-08-2015). Inoltre, prevediamo di includere 8 pazienti a cui verrà diagnosticata la SLA presso il Dipartimento di Neurologia dell'ospedale universitario di Aarhus durante il periodo di studio.

I controlli includono pazienti con vari sintomi o malattie neurologiche che subiranno una puntura lombare presso il Dipartimento di Neurologia dell'ospedale universitario di Aarhus come parte del loro iter diagnostico indipendentemente da questo studio. Nelle analisi finali saranno inclusi solo i controlli che finiscono per non avere alcuna malattia neurologica o una malattia neurologica che si ritiene non coinvolga il liquido spinale. Prevediamo di includere 40-50 controlli.

Reclutamento I partecipanti riceveranno informazioni scritte e orali sullo studio. Le informazioni orali si svolgeranno presso il Dipartimento di Neurologia, Aarhus University Hospital. Inoltre, verrà distribuito l'opuscolo "Forsøgspersoners rettigheder i et sundhedsvidenskabeligt forskningsprojekt". I consulenti del dipartimento di neurologia daranno le informazioni ai pazienti con sospetta SLA. I controlli e i pazienti con SLA accertata riceveranno informazioni dai medici del dipartimento di Neurologia e dalla studentessa dell'anno di ricerca Anne Sofie Vinther.

È possibile portare un accompagnatore e ai partecipanti vengono offerte almeno 24 ore per considerare la partecipazione.

Verrà richiesto l'accesso alla cartella clinica del paziente, che verrà fornita nel materiale informativo scritto.

Se compaiono nuove conoscenze sugli svantaggi della partecipazione allo studio, i partecipanti saranno informati immediatamente. Inoltre, il partecipante sarà informato se le valutazioni durante lo studio portano a conoscenza dello stato di salute generale del paziente, a meno che ciò non sia stato chiaramente rifiutato dal paziente.

Entro la fine dello studio è possibile per i partecipanti contattare il coordinatore dello studio per ottenere informazioni sui risultati dello studio.

Tutti i partecipanti riceveranno informazioni sul progetto di ricerca e saranno invitati a fornire i propri contenuti alla partecipazione. La partecipazione implica l'estrazione di 5-6 ml di liquido spinale e un campione di sangue (30 ml), che verrà utilizzato per l'analisi di sCD-163.

I partecipanti non riceveranno alcuna forma di pagamento, ma potranno ricevere un compenso per il trasporto.

Criterio di inclusione:

SLA Pazienti con diagnosi di SLA e pazienti con sospetto di SLA. Età >18 Controlli Età >18

Criteri di esclusione (per tutti i gruppi):

Infezioni acute inclusa la neuroinfezione Altri disturbi noti per avere livelli elevati di sCD163 Disturbi o trattamenti che controindicano una puntura lombare. Altri disturbi neurologici accertati. In ogni momento durante l'iter diagnostico e di conseguenza nel progetto di ricerca lo faremo nel rispetto delle condizioni psicofisiche del paziente. Il progetto di ricerca sarà svolto secondo la legge sul trattamento dei dati personali e, inoltre, il progetto sarà presentato al sistema informativo regionale comune per la regione Midtjylland.

Analisi Il fluido spinale e il siero saranno analizzati presso il Department of Clinical Biochemistry, Aarhus University Hospital. I campioni di liquido spinale e sangue saranno depositati in una biobanca di ricerca presso l'ospedale universitario di Aarhus. Si prevede che tutte le analisi biochimiche verranno eseguite quando tutti i campioni saranno raccolti. Al termine del progetto, i campioni saranno pseudo anonimizzati. Data la possibilità di sviluppare nuove conoscenze in questo settore, i campioni saranno depositati nella biobanca 5 anni dopo la conclusione di questo progetto.

Le concentrazioni di sCD-163 nel liquido spinale e nel siero saranno analizzate con tecniche già consolidate presso il Dipartimento di Biochimica Clinica, Aarhus University Hospital.

Esame L'esame consiste in un'anamnesi e in un esame clinico. Utilizziamo la scala di valutazione funzionale Revised ALS (ALSFRS-R), che è uno strumento di valutazione per monitorare la progressione della disabilità nei pazienti con SLA. Le informazioni della cartella clinica saranno incluse e utilizzate in questo progetto, compresa la storia medica passata, l'uso effettivo di droghe, i risultati delle analisi biochimiche e dell'imaging cerebrale, i risultati dell'ALSFRS-R, i risultati dell'elettromiografia, le anomalie agli esami clinici e il conclusioni del work-up diagnostico.

Analisi di potenza e statistiche Poiché i dati pilota dei ricercatori (n = 7) hanno mostrato un aumento del 50% del livello di CD163 nel liquido cerebrospinale nei pazienti affetti da SLA, si prevede che l'inclusione di 40 pazienti consenta di rilevare differenze minori anche nel siero e relazioni tra CD163 e riscontri clinici.

Per le analisi statistiche verrà utilizzato il programma ANOVA. Saranno utilizzati test parametrici o non parametrici a seconda della normale distribuzione dei dati. In tutte le analisi statistiche verrà utilizzato un livello di significatività del 5%.

Prospettive È importante identificare i biomarcatori prognostici nella SLA. La patologia della SLA è ancora sconosciuta, ma sembra che l'infiammazione sia un fattore cruciale nel processo. In diversi studi, sCD163 ha dimostrato di essere regolato in una vasta gamma di malattie infiammatorie e, insieme ai promettenti dati pilota dei ricercatori, sCD163 è un potenziale marker per la SLA. (4) La valutazione dell'efficacia del farmaco nella SLA rimane basata sulla clinica, basandosi sulla misurazione del tasso di progressione della malattia attraverso l'utilizzo della scala di valutazione ALS rivista (ALSFRS-R). Tali scale cliniche possono essere insensibili, specialmente nelle prime fasi del processo patologico. Lo sviluppo di biomarcatori quantificabili affidabili rimane sfuggente nella SLA e lo sviluppo di biomarcatori prognostici sarebbe cruciale per una valutazione efficace di un agente terapeutico nelle prime fasi di sviluppo.

Considerazione etica I test eseguiti sui pazienti coinvolti in questo progetto di ricerca sono puntura lombare e prelievi di sangue.

L'esecuzione di una puntura lombare comporta alcuni rischi, tra cui cefalea post puntura lombare con un'incidenza del 12%, più comune nei pazienti più giovani. Il più delle volte, il mal di testa ha una breve durata e può essere curato con l'applicazione di un cerotto. Inoltre, la puntura lombare può causare dolore lombare temporaneo e un accumulo di sangue sotto la pelle. C'è un rischio molto basso di sanguinamento nello spazio epidurale con compressione dei nervi spinali e un rischio ancora più basso di infezioni (meningite o meningoencefalite). Tuttavia, è importante sottolineare che la puntura lombare fa parte del lavoro diagnostico di routine presso il Dipartimento di Neurologia dell'ospedale universitario di Aarhus.

In considerazione del basso rischio coinvolto in questo progetto, della cattiva prognosi per la malattia e del potenziale per migliorare la diagnosi e il trattamento per i futuri pazienti affetti da SLA, consideriamo questo progetto eticamente accettabile.

Pubblicazione I risultati positivi, negativi e inconcludenti di questo studio saranno pubblicati. I risultati saranno scritti in un articolo per la pubblicazione in una rivista peer reviewed scritta in inglese.