Biosignature della malattia nello spettro SLA/FTD: nuove prospettive biologiche di impatto oltre gli approcci clinici (SPECTRALS)

La sclerosi laterale amiotrofica (SLA) e la demenza frontotemporale (FTD) sono considerate due manifestazioni dello stesso continuum della malattia, condividendo caratteristiche cliniche, genetiche e patologiche comuni. Entrambe le malattie possono persino co-verificarsi nello stesso paziente, tuttavia, i meccanismi sottostanti che scatenano SLA, FTD o il loro fenotipo misto non sono completamente compresi. Sfortunatamente, mancano ancora biomarcatori affidabili per la diagnosi clinica SLA/FTD. Lo scopo di questo progetto è di utilizzare un approccio multidisciplinare all'avanguardia per studiare non solo campioni di liquidi cerebrospinali tradizionali (CSF), ma anche altri tessuti facilmente accessibili come pelle, mucosa olfattiva (OM), siero e lacrime. Questo progetto intende scoprire nuovi biomarcatori in grado di riconoscere i fenotipi clinici di SLA/FTD, rafforzare la diagnosi clinica di fenotipi specifici (ad es. Bulbar vs spinale di insorgenza della SLA), prevedere i pazienti a rischio di sviluppare un fenotipo di malattia mista (ALS+FTD o viceversa), valutare l'efficacia dei trattamenti terapeutici e in grado di svelare specifici meccanismi biologici coinvolti nell'inizio e nella progressione di ciascuna malattia. Il valore aggiunto del progetto è che esplorerà ALS/FTD da un punto di vista periferico usando tessuti che devono ancora essere esaminati a fondo in questo campo di ricerca. Questi tessuti saranno sottoposti a analisi dirette per la scoperta di biomarcatori o elaborati per eseguire studi cellulari e strutturali utili per approfondire la nostra comprensione del processo neurodegenerativo ALS/FTD e scoprire nuove molecole o meccanismi drogabili. Per raggiungere i nostri obiettivi, il primo anno del progetto sarà dedicato all'iscrizione dei pazienti, eseguendo anche uno studio retrospettivo che utilizza CSF, siero, lacrime e campioni OM già disponibili da una coorte di pazienti con balali, Sals, FTD e soggetti non neuregenerativi (NNC). Questi campioni saranno sottoposti alle seguenti analisi (1) NGS, (2) SIMOA (per quantificare le proteine ​​NFL, TAU, Phospho-Tau e Beta-amiloide), (3) microfluidica (per determinare i profili di RNA non codificanti), (4) Bioplex (per valutare la percorso immunitario innato); (5) test di amplificazione dei semi (per rilevare il TDP patologico periferico periferico) e (6) Miseq Illumina (per analizzare la composizione del microbiota). Per le analisi microfluidiche e bioplex, lo studio retrospettivo servirà per la scoperta di biomarcatori. Considerando che, per le analisi SIMOA, SAA e MISEQ, questo studio consentirà la raccolta di dati preliminari fondamentali e la messa a punto delle procedure analitiche. I candidati hanno già ottenuto dati promettenti che mostrano che il profilo di miRNA nel contenuto di siero e TDP-43 in OM (SAA) potrebbe discriminare tra balali e sals. Questi risultati suggeriscono che la profilazione molecolare e biologica è fattibile e potrebbe avere un impatto tangibilmente sulla diagnosi di ALS/FTD. Il secondo anno dello studio si concentrerà sul sottoposizione dei campioni appena raccolti alle stesse analisi precedentemente descritte, sia per la convalida dei biomarcatori o sulla raccolta di tutti i dati necessari ed essenziali per determinare se e in che misura alcune alterazioni periferiche differiscono effettivamente tra le patologie. Tutti i dati saranno elaborati dal gruppo del centro di scienze dei dati (esperti bioinformatici, statistici, matematici e neurobiologi) per valutare se i nostri risultati consentono l'identificazione delle biosignature della malattia nello spettro SLA/FTD.

Il gruppo di ricerca è composto da quattro unità operative (OUS): Fondazione IRCCS ISTITUTO Neurologico Carlo Besta (UO1), Università Degli Studi di Napoli "Federico II" (UO2), consorzio interniversitario magnete proteine ​​(uaziedi osidalia (UO4). È stato deciso di includere un gruppo dalla Sardegna (UO4) perché è una delle regioni italiane con la più alta incidenza di SLA e contribuirà all'iscrizione di pazienti con presentazioni cliniche più eterogenee. OU1 e UO4 saranno responsabili della selezione di campioni biologici retrospettivi e della reclutamento di pazienti con ALS/FTD e NNC nel primo anno di studio. I campioni di CSF, sangue, lacrime, pelle e OM sono stati o saranno raccolti utilizzando procedure standardizzate e condivise da OU1 e UO4 da un totale di SALS (n = 105), BALS (n = 32), FTD (n = 66) e NNC (n = 27). Un sottoinsieme di campioni raccolti da SALs (n = 45), BALS (n = 12), FTD (n = 30) e NNC (n = 12) i pazienti è già disponibile su UO1 e UO4 e saranno analizzati durante il primo anno di iscrizione a nuovi pazienti. Tutti i soggetti reclutati subiranno estese valutazioni cliniche e neuropsicologiche e saranno sottoposti al test di Burghart Sniffin 'Sticks prima del campionamento CSF, sangue, OM, pelle e lacrime. I campioni saranno distribuiti e analizzati da ogni UO come segue: il CSF verrà preparato per l'analisi SIMOA su UO4 o per (1) miRNA e RNA non codificante lungo e (2) analisi SAA su UO1. Il sangue verrà immediatamente elaborato su UO1 e UO4 per isolare la frazione sierica che verrà analizzata a UO4 (misurazione SIMOA di NFL, beta amiloide, tau e fosforilati a livelli di immunity di treonina). Le lacrime saranno preparate per miRNA e RNA a lungo non codificante o per analisi SAA su UO1. OM sarà preparato per (1) miRNA e RNA non codificante lungo, (2) analisi di microbiota (3) a UO1. Infine, la pelle sarà preparata per (1) miRNA e analisi di RNA non codificante o (2) SAA su UO1 e verrà elaborata per ottenere fibroblasti cellulari primari che verranno inviati a UO2 per (3) studi di biologia cellulare tra cui l'analisi della microscopia super-risoluzione delle aggregazioni intracellulari e della caratterizzazione molecolare delle loro percorsi di interiorizzazione. Infine, UO3 (1) produrrà il TDP-43 ricombinante (per le analisi SAA eseguite su UO1) che possiede caratteristiche speciali utili per produrre spettri NMR di buona qualità per una caratterizzazione strutturale dettagliata e (2) analizzare i prodotti SAA selezionati da proteina-NMR. Tutti i dati generati in questo progetto, comprese tutte le informazioni cliniche e psicologiche rilevanti, saranno analizzati dai membri del gruppo DSC Science Center (DSC) che è stato recentemente creato presso UO1. DSC combina l'esperienza di bioinformatici, statistici, matematici e neurobiologi con l'obiettivo di applicare sofisticate metodologie analitiche a dati clinici, omici e di imaging. Infine, altri collaboratori (vedi sezione appropriata) che lavorano presso UO3 aiuteranno lo studio di proteina-NMR. Pertanto, la collaborazione sinergica tra tutti gli UO è fondamentale per raggiungere gli obiettivi del progetto.