Metabolomica: un nuovo strumento per indagare sulla patogenesi della degenerazione maculare legata all'età (AMDMetab)

La degenerazione maculare legata all'età (AMD) è la principale causa di cecità degli adulti nei paesi sviluppati e la terza causa di cecità globale. È una malattia dell'invecchiamento della vista con un enorme impatto sulla qualità della vita quotidiana. Clinicamente, l'AMD è una malattia progressiva, che evolve dagli stadi iniziali a quelli avanzati: atrofia geografica (GA) o neovascolarizzazione coroidale (CNV). GA non ha attualmente alcun trattamento e CNV richiede diverse iniezioni intravitreali costose. I pazienti con forme avanzate di AMD rappresentano un enorme fardello economico per la società, con enormi costi medici e non.

Prevedere la progressione è quindi della massima importanza. È accertato che la progressione dell'AMD ha una natura multifattoriale, combinando fenotipi e diversi fattori di rischio ambientali e genetici. Sono stati fatti tentativi per includere i diversi fattori di rischio nei modelli di previsione teorici, tuttavia non sono pratici in ambito clinico e non riescono a spiegare le interazioni biologiche. Pertanto, nell'attuale pratica clinica, la previsione del rischio viene ancora valutata su base fenotipica, senza considerare la natura multifattoriale dell'AMD.

Un nuovo approccio che può consentire l'integrazione di tutti i fattori che interagiscono con l'AMD è la metabolomica, la misurazione multiparametrica simultanea dei cambiamenti metabolici negli organismi viventi come risposta a perturbazioni (malattia, dieta, ambiente, altro). Il valore della metabolomica nella ricerca medica è diventato chiaro attraverso diversi studi su cancro, malattie cardiovascolari e malattia di Alzheimer (AD), quest'ultima che condivide percorsi comuni con AMD, nonché aumentando gli investimenti in questo settore. Il metaboloma riflette i processi biochimici in atto, formando quindi un'impronta digitale dello stato di salute dell'organismo, in un dato momento, che può essere misurata mediante spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR) e/o spettrometria di massa (MS). Il precedente lavoro del team di ricerca ha mostrato che la metabolomica può essere un potente strumento anche per studiare l'AMD, consentendo l'identificazione di profili metabolomici plasmatici specifici nell'AMD, che variano con gli stadi di gravità, e sono principalmente metaboliti lipidici legati alle vie dei glicerofosfolipidi e degli sfingolipidi, come così come le purine L'attuale studio chiarirà ulteriormente il ruolo della metabolomica nella comprensione dell'AMD e identificherà anche potenziali biomarcatori biologicamente robusti che possono affrontare il problema della previsione della progressione. I ricercatori ipotizzano che il profilo metabolomico plasmatico e urinario dei soggetti che progrediscono in un periodo di cinque anni (progressori) sia distinto da quelli che rimangono allo stesso stadio di gravità dell'AMD (non progressivi). Sulla base dei nostri dati preliminari, i ricercatori ipotizzano che un pannello di metaboliti distinguerà questi due gruppi (progressori vs non progressivi) e che questo consisterà principalmente di lipidi e amminoacidi.

Per raggiungere questi scopi, verranno reclutati soggetti che hanno partecipato al precedente studio prospettico del nostro gruppo sulla metabolomica dell'AMD. I soggetti eleggibili saranno tutti coloro che hanno partecipato allo studio IN654 (tra gennaio 2015 e luglio 2016). Questi saranno richiamati e la progressione sarà valutata fenotipicamente, definendo così i gruppi AMD-progressors e non-progressors.

Le firme metabolomiche della progressione e della malattia dell'AMD apriranno la strada alla futura definizione dei biomarcatori metabolici della progressione, che possono rappresentare una metodologia rapida, affidabile e potenzialmente conveniente per la previsione della progressione. Nel complesso, questo approccio dovrebbe offrire l'opportunità di identificare nuovi preziosi strumenti supplementari per la valutazione clinica di routine. Ciò consentirà interventi medici basati su strategie preventive per ridurre la progressione verso stadi di cecità, che, in ultima analisi, ridurranno anche i costi sociali dell'AMD.

Dati preliminari Il team di ricerca ha aperto la strada all'applicazione della metabolomica allo studio dell'AMD in tutte le fasi e, nel 2015, il team AIBILI ha reclutato e raccolto dati di base su un totale di 295 soggetti (242 pazienti con AMD e 53 controlli). Questa coorte di studio sarà derivata da quella popolazione di studio.

I ricercatori hanno pubblicato ampiamente sull'ipotesi che i profili metabolomici differiscano tra gli stadi dell'AMD. L'ultimo documento, che include l'intera popolazione dello studio, è stato utilizzato meta-analisi per combinare i dati di diverse coorti. Questo documento fornisce ulteriori prove che i pazienti con AMD presentano un profilo metabolomico plasmatico alterato rispetto ai controlli e che questi profili variano con la gravità della malattia. I risultati hanno rivelato che 28 metaboliti differivano significativamente tra i pazienti affetti da AMD rispetto ai controlli (false discovery rate (FDR) valore q: 4,1 x 10-2 - 1,8 x 10-5) e 67 tra gli stadi della malattia (FDR valore q: 4,5 x 10 -2-1,7 x 10-4). L'analisi del percorso ha mostrato un significativo arricchimento di glicerofosfolipidi, purine, taurina e ipotaurina e metabolismo dell'azoto (p-value <0,04).

Per valutare le prestazioni dei modelli considerando le informazioni sui metaboliti, sono state effettuate valutazioni della curva operativa (ROC). Entrambi un modello che considera i cambiamenti del metabolita attraverso gli stadi della malattia (AUC = 0,815; IC 95%: 0,771-0,860) e un modello che confronta i pazienti con AMD rispetto ai controlli (AUC = 0,789; IC 95%: 0,738-0,840) ha sovraperformato (valore p = 3,74 x 10-6 e valore p = 2,07 x 10-4, rispettivamente) un modello più classico che considera solo le covariate demografiche (AUC = 0,725; 95% CI: 0,671-0,779) Questa è la prova che la metabolomica può essere uno strumento utile per lo studio longitudinale della progressione dell'AMD.

Disegno generale della ricerca Cinque anni dopo il primo studio metabolomico sull'AMD, tutti i partecipanti saranno invitati a partecipare a questo studio.

Tutti i partecipanti saranno invitati a venire ad AIBILI per eseguire le procedure di studio, che includono fotografie del fondo oculare a colori (CFP), SD-OCT e OCT sorgente spazzata (SS-OCT). Inoltre, saranno anche invitati a rispondere a un questionario convalidato sulla frequenza alimentare (FFQ)19 e a un questionario sulla loro regolare attività fisica. Le comorbilità sistemiche e i farmaci in corso saranno registrati. Saranno raccolti campioni di sangue e urina per la profilazione metabolomica. I test funzionali con microperimetria e adattamento al buio saranno offerti come procedura di studio opzionale aggiuntiva.

Successivamente, i CFP ottenuti saranno graduati. Secondo le procedure per la classificazione dello studio IN654, tutti i CFP saranno standardizzati utilizzando il software sviluppato dal nostro gruppo. Due selezionatori indipendenti, mascherati da qualsiasi altro dato, valuteranno la stadiazione dell'AMD di tutti gli occhi, secondo la classificazione AREDS.21 Ogni occhio dei pazienti sarà valutato separatamente e, se diverso, l'occhio più avanzato sarà considerato come la classificazione per quel soggetto. Verrà confrontata la classificazione dello studio IN654 eseguita in precedenza. I progressisti saranno definiti come pazienti che: (i) erano stati originariamente classificati come AMD precoce ea cinque anni hanno AMD intermedia o tardiva; (ii) era stata originariamente classificata come AMD intermedia e aveva cinque anni di AMD in ritardo. I non progressisti saranno definiti come coloro che rimangono nella stessa fase AMD alla visita quinquennale.