L'effetto di una dieta priva di glutine sulla permeabilità della barriera ematoencefalica nei pazienti con CIS

Sfondo:

Si ritiene che l'interruzione della barriera ematoencefalica (BBB) ​​svolga un ruolo fondamentale nella patogenesi della sclerosi multipla (SM). Cramer et al. (2014) hanno rilevato una maggiore permeabilità alla BBB nei pazienti con SM rispetto ai controlli sani (HC) con valori più alti nei casi con recidive recenti (1). Inoltre, la permeabilità BBB può contribuire a predire la conversione della neurite ottica (ON) a MS (2). Nello stesso studio, sono state trovate correlazioni significative tra permeabilità BBB, conta dei leucociti e livelli della chemochina CXCL10 nel liquido cerebrospinale (CSF). Si ritiene che le chemochine contribuiscano alla patogenesi della SM attraendo popolazioni di leucociti nel sistema nervoso centrale.

Sorensen et al. (1999) hanno trovato livelli elevati delle citochine CXCL9, CXCL10 e CCL5 insieme ai loro recettori CXCR3 e CCR5 sui leucociti nel liquido cerebrospinale di pazienti affetti da SM durante gli attacchi (3). CXCR3 è espresso negli enterociti umani, nelle cellule endoteliali nel BBB e in una varietà di cellule immunitarie. L'espressione elevata di CXCR3 è stata misurata anche su cellule T di pazienti con SM rispetto a HC e in pazienti durante le recidive rispetto alla remissione (4). È stato dimostrato che l'esposizione delle linee cellulari epiteliali intestinali alla gliadina attiva il recettore delle chemochine CXCR3 e quindi porta al rilascio di zonulina (5). Esperimenti ex vivo hanno dimostrato che la zonulina, che è stata identificata come pre-aptoglobina 2, porta a una riduzione reversibile dipendente dal tempo e dalla dose della resistenza elettrica transepiteliale (TEER) della mucosa dell'intestino tenue murino (6). Si presume che gli effetti della zonulina sulla permeabilità intestinale siano dovuti alla rottura della stretta integrità giunzionale.

Uno studio pilota (7) ha mostrato una percentuale più alta di individui con aumentata permeabilità intestinale tra i pazienti con SM rispetto ai pazienti con HC abbinati per sesso. Uno studio clinico randomizzato ha mostrato gli effetti benefici di una dieta priva di glutine (GFD) sul tasso di recidiva annuale, sull'attività lesionale e sulla scala ampliata dello stato di disabilità (EDSS) in pazienti con SM recidivante-remittente (RRMS), rispetto a una dieta regolare (8 ). Inoltre, i risultati di titoli significativamente più elevati di IgA contro gliadina, glutine e caseina nei pazienti con SM rispetto a HC, potrebbero indicare un ruolo dei fattori nutrizionali nella SM (8).

Viene stabilito il ruolo del glutine nella patogenesi della malattia celiaca (CD). Nella celiachia l'assunzione di glutine con la dieta porta allo sviluppo di autoanticorpi contro l'enzima transglutaminasi 2 (TG2). Le autopsie della sostanza bianca hanno mostrato l'immunoreattività del TG2 negli astrociti delle lesioni da SM attivate (9). Inoltre, il trattamento con inibitori della TG2 ha portato all'attenuazione della demielinizzazione e ai deficit clinici nei ratti con encefalomielite autoimmune sperimentale cronica-recidivante (EAE) (10). È stato anche documentato che la GFD protegge dal diabete di tipo 1 (T1D) nei topi (11) e prolunga il periodo asintomatico dopo la diagnosi di T1D nell'uomo (12).

Infine, è stato documentato che i frammenti di gliadina stimolano direttamente la produzione di TNF-α e IL-8 nei monociti umani (13). È stato anche dimostrato che il TNF-α ha un effetto regolatore sulla zonulina e aumenta la permeabilità degli strati cellulari endoteliali ed epiteliali (14), che potrebbe essere un meccanismo indiretto attraverso il quale il glutine può indurre alterazioni dell'intestino e possibilmente anche permeabilità BBB. Un'elevata assunzione di glutine potrebbe quindi non solo aumentare l'afflusso di antigeni, ma anche attivare le vie del sistema immunitario innato. Ciò può teoricamente contribuire a stabilire un ambiente infiammatorio e quindi facilitare l'attivazione delle cellule T autoreattive. Si potrebbe ipotizzare che il ruolo del glutine nell'autoimmunità non sia limitato al fatto che il glutine stesso venga riconosciuto come antigene da persone con specifici genotipi HLA, ma il glutine potrebbe anche aumentare il rischio di perdere la tolleranza nei confronti di altri antigeni.

Scopo:

Lo studio mira a indagare se una GFD può contribuire a ridurre la permeabilità BBB nei pazienti con ON, altra sindrome clinicamente isolata (CIS) e SM. Inoltre, lo studio cerca di identificare i possibili effetti di una GFD sui marcatori di infiammazione sistemica e del SNC. Infine, viene misurata la permeabilità intestinale per esaminare se ci sono correlazioni tra la permeabilità dell'intestino e la BBB, nonché lo stato infiammatorio nell'intestino e nel SNC. La valutazione degli effetti dell'assunzione di glutine sulla progressione della malattia potrebbe contribuire a identificare i meccanismi cruciali che sono alla base della patogenesi della CIS e della SM, indirizzando la ricerca futura e progettando nuovi protocolli di trattamento ottimizzati.

Ipotesi:

Il glutine può aumentare la permeabilità intestinale e quindi elevare l'afflusso di antigeni possibilmente attivando CXCR3 sugli enterociti. L'aumento della permeabilità intestinale, l'infiammazione intestinale e l'assorbimento di molecole di gliadina più grandi possono essere associati a una maggiore permeabilità della BBB. L'attivazione delle cellule endoteliali BBB può portare alla perdita di una stretta integrità giunzionale, ma anche all'aumento dell'espressione dell'integrina e quindi al potenziamento dello stravaso delle cellule immunitarie nel sistema nervoso centrale.

Valore di ricerca atteso:

Lo studio può contribuire a una migliore comprensione delle patologie di ON e MS e fornire una base per lo sviluppo di nuovi protocolli di trattamento. Condurre ricerche basate sull'evidenza sui possibili effetti dell'assunzione di glutine sulla progressione delle malattie autoimmuni ridurrà la disinformazione e farà luce sulle sfide pratiche associate all'implementazione di interventi dietetici a scopo terapeutico. Lo studio è approvato dal Comitato Etico Scientifico.

Metodi:

Lo studio è uno studio di intervento clinicamente controllato, in aperto, che include 40 pazienti con CIS o SM di nuova diagnosi. I pazienti saranno divisi in un gruppo di intervento e un gruppo di controllo, ciascuno di 20 pazienti. Il gruppo di intervento si asterrà dal glutine per sei mesi, mentre i pazienti del gruppo di controllo manterranno le loro abitudini alimentari abituali. Prima e dopo il periodo di intervento, saranno condotte una serie di misurazioni. Questi includono:

• Misurazioni antropometriche: condotte per monitorare i possibili effetti della GFD sulla composizione corporea dei partecipanti.
• Indagini su dieta e stile di vita: utilizzate per monitorare le abitudini alimentari dei partecipanti, lo stato di fumo, l'esercizio fisico, l'attività fisica, il ritmo del sonno e la qualità della vita.
• Misure cliniche: recidive, scala ampliata dello stato di disabilità (EDSS), diagnosi di SM, trattamento modificante la malattia, conteggio delle lesioni T2 e carico lesionale. Lo stato del trattamento e le ricadute recenti saranno utilizzate come covariate nell'analisi di regressione logistica.
• Risonanza magnetica con contrasto dinamico: utilizzata per misurare la permeabilità del BBB in diversi sottotipi di tessuto (sostanza bianca e sostanza grigia di aspetto normale e lesioni MS) come segmentato su immagini T2 FLAIR ad alta risoluzione e 3D T1 pesate. Il numero di lesioni nuove o in fase di miglioramento viene monitorato.
• Test di permeabilità intestinale: condotto per misurare la permeabilità intestinale e la capacità di assorbimento.
• Puntura lombare: utilizzata per determinare l'attività della malattia nel sistema nervoso centrale. Le analisi includono pre-aptoglobina 2, bande oligoclonali, TNF-α, IL-1β, IL-8, INF-γ, CXCL9, CXCL10, CCL5, conteggio delle cellule immunitarie, espressione di CXCR3 sulle cellule immunitarie.
• Campioni di sangue: utilizzati per determinare il grado di infiammazione al di fuori del SNC e diagnosticare la celiachia. Le analisi includono S100β, pre-aptoglobina 2, anticorpi anti-gliadina, CRP, TNF-α, IL-1β, INF-γ, conteggio delle cellule immunitarie, espressione di CXCR3 sulle cellule immunitarie, endotossina, proteina legante gli acidi grassi intestinali, 25-( OH)-colecalciferolo.
• Campioni fecali: utilizzati per misurare il profilo del microbiota intestinale e gli acidi grassi a catena corta.

BBB e permeabilità intestinale non saranno misurate solo attraverso una risonanza magnetica e un test di permeabilità intestinale rispettivamente, ma anche utilizzando il biomarcatore zonulina. Da notare che le nostre misurazioni della zonulina nel liquido cerebrospinale (per la permeabilità BBB) e nel siero (per la permeabilità intestinale) saranno effettuate in collaborazione con l'Assistente Professore Dr. Ian Galea, che ha stabilito un metodo analitico unico, basato sul western blotting utilizzando un anticorpo proprietario non commerciale prodotto da Biorad a tale scopo. Ogni altro test utilizzato nella comunità scientifica misura sia l'aptoglobina che la zonulina, mentre il nostro test misura solo la zonulina ed è quindi caratterizzato da una maggiore accuratezza.

Risultati aspettati:

Si prevede che una dieta priva di glutine allevi i sintomi della CIS, migliori la qualità della vita e riduca il rischio di progressione della CIS nella SM. Dal punto di vista meccanicistico, ciò dovrebbe manifestarsi attraverso una BBB normalizzata e una permeabilità intestinale, una ridotta attività lesionale e smorzando l'attività di un sistema immunitario precedentemente iperattivo. Se la nostra ipotesi si dimostra corretta, i pazienti con SM e CIS dovrebbero essere informati sui risultati dello studio e l'opzione di seguire una GFD potrebbe potenzialmente diventare parte del trattamento standardizzato del paziente negli ospedali.

Pubblicazione dei risultati:

I risultati saranno pubblicati indipendentemente dall'esito dello studio. I risultati positivi, negativi e inconcludenti saranno pubblicati. I risultati dovrebbero essere pubblicati su riviste internazionali sottoposte a revisione paritaria.