손쉽게 접근 가능한 생물학적 매트릭스에서 파킨슨병의 분자 프로파일링을 향하여

파킨슨병(PD)은 장애성 운동 결손을 포함하는 가장 흔한 신경퇴행성 질환입니다. PD는 임상적으로 이질적이므로, 임상시험에서 환자의 계층화 및 선별을 위해 다양한 병리생리학적 측면을 반영하는 바이오마커가 필요합니다. 이 프로젝트에서 우리는 PD, 기타 신경학적/신경퇴행성 질환 및 대조군에 영향을 받은 잘 특성화된 환자 코호트에서 수집된 다양한 생물학적 샘플(뇌척수액, 혈장, 후각점막 및 피부)에서 다양한 분자 경로(예: 시뉴클레인병증, 신경염증, 신경퇴행, 아밀로이드증 및 타우병증)와 관련된 바이오마커를 측정하는 것을 목표로 합니다. 고려된 샘플 중 후각점막과 혈장은 쉽게 접근할 수 있어 임상시험에서 반복 샘플링에 적합합니다. 다양한 바이오마커는 운동, 신경심리학 및 기능 점수와 연관되어 다양한 임상 결과를 예측하는 능력을 이해하기 위해 사용될 것입니다.

배경 / 최신 기술 파킨슨병(PD)은 시뉴클레인병증이며 장애성 운동 결손을 포함하는 가장 흔한 신경퇴행성 질환입니다. PD는 임상적으로 이질적입니다; 운동 증상은 인지 장애와 같은 비운동 증상을 동반할 수 있습니다. 많은 분자 과정이 PD의 표현형 이질성의 기저에 있을 수 있으며, 그 중 시냅스 및 축삭 퇴행, 신경염증, 그리고 다양한 단백질병증의 동시 발생이 가장 잘 특성화되었고 현재 존재하는 바이오마커에 의해 신뢰성 있게 반영될 가능성이 가장 높은 것들입니다. 실제로, PD에서 발생하는 구별된 병리생리학적 경로를 반영하는 강력한 바이오마커의 정의는 임상시험에서 더 동질적인 환자 코호트의 선별을 촉진할 수 있으며, 따라서 이러한 경로 중 하나 이상에 작용하는 질환 수정 치료의 성공 가능성을 높일 수 있습니다. 또한, 반복 샘플링에 적합한 생물학적 매트릭스에서 이러한 마커를 측정할 수 있는 가능성은 치료 접근법의 효과성에 대한 객관적인 측정을 제공할 수 있습니다. 이 제안에서 우리는 세 가지 다른 이탈리아 의학 연구 센터의 전문성을 결합하여 면역분석법, 근접 확장 분석법(PEA) 및 종자 증폭 분석법(SAA)을 적용하여 다양한 생물학적 샘플에서 시뉴클레인병증, 신경염증, 신경퇴행, 아밀로이드증 및 타우병증을 포함한 다양한 생물학적 경로를 반영하는 바이오마커의 임상적 유용성을 검증할 것입니다.

각 운영 단위의 활동 설명 및 분배 연구 그룹은 세 개의 운영 단위(OU)로 구성됩니다: 아지엔다 오스페달리어라 디 페루자(AOPG), 폰다지오네 IRCCS 이스티투토 네우롤로지코 카를로 베스타(FINCB), 센트로 네우롤레시 보니노 풀레조(CNBP). 각 OU는 연구의 첫 해에 후향적 생물학적 샘플의 선별 및 환자와 대조군의 모집을 담당할 것입니다. 두 가지 쉽게 접근 가능한 생물학적 샘플, 즉 혈장과 후각점막(OM)은 각 OU에 의해 표준화된 절차를 사용하여 PD 환자, 대조군(건강한 대상자 및 경미한 신경학적 장애(예: 두통, 정신 장애, 주관적 기억 불만)에 영향을 받은 환자) 및 알츠하이머병(AD)에 영향을 받은 환자(기타 신경퇴행성 질환 대조군)로부터 수집되었습니다/수집될 것입니다. 피부 생검 및 뇌척수액(CSF)은 혈장 및 OM 샘플과 쌍을 이루어 각각 FINCB 및 AOPG에서 PD 환자와 대조군으로부터 수집되고 있습니다. 프로젝트는 총 200명의 PD 환자(AOPG n = 80, FINCB n = 80, CNBP n = 40), 100명의 대조군(AOPG n = 40, FINCB n = 40, CNBP n = 10) 및 40명의 AD 환자(AOPG n = 40)를 포함할 것입니다. 모집될 모든 PD 환자는 PD에서 경도 인지 장애 평가를 위한 운동 장애 학회 기준에 따라 미니 정신 상태 검사(MMSE) 및 몬트리올 인지 평가(MoCA)를 포함한(그러나 이에 국한되지 않는) 인지 평가를 받을 것입니다. 운동 장애 학회 통합 파킨슨병 평가 척도(UPDRS)는 UPDRS-III 검사를 포함하여 완료될 것이며, 이는 "온" 운동 상태에서 운동 중증도를 결정하는 데 사용될 것입니다. 또한, 질환 관련 장애의 운동 중증도는 호인 및 야르 척도(H&Y)를 통해 평가될 것입니다. PD 환자는 또한 OM 샘플링 전에 후각 검사를 받을 것입니다. 대조군은 OM 및 혈장 수집을 위한 건강한 자원봉사자와 주관적 기억 불만 및 경미한 신경학적 증상에 영향을 받은 인지적으로 손상되지 않은 대상자로 구성될 것입니다. 위에서 언급한 임상 정보는 이미 후향적 코호트에 대해 수집되었습니다. AOPG는 Lumipulse 자동화 플랫폼을 사용하여 혈장 아밀로이드-β(Aβ) 42/Aβ40 비율 및 트레오닌 181에서 인산화된 타우(p-tau)의 측정을 담당할 것입니다. 80명의 PD 환자 및 40명의 AD 환자의 하위 집단에서, 이 마커들의 CSF 수준은 이미 측정되었으며 그들의 CSF와 혈장 수준 간의 상관관계를 평가하는 데 사용될 것입니다. FINCB는 응집 경향이 있는 a-시뉴클레인 검출을 위한 OM 및 피부 샘플의 SAA 분석 및 세린 129에서 인산화된 a-시뉴클레인(p-a-syn) 검출을 위한 피부 샘플의 면역조직화학 분석을 수행할 것입니다. FINCB는 OM 샘플의 SAA 분석 및 피부 생검의 면역조직화학 분석에 광범위한 전문성을 가지고 있습니다. 여기서, 센터는 p-a-syn의 진단 정확도를 해당 SAA 결과와 비교하기 위해 피부 펀치 생검으로 SAA 분석을 확장할 것입니다. 30명의 PD 및 30명의 AD/대조군(CTRL) 하위 집단에서 쌍을 이루는 OM 및 CSF 샘플을 사용하여, Amprion Inc.의 CSF SAA 프로토콜이 AOPG에서 적용되어 CSF와 OM 간 결과의 일치성을 검증할 것입니다. CNBP는 세 센터로부터 임상 및 바이오마커 데이터를 수집하고 그들의 관계를 평가하는 것을 특별히 담당할 것입니다. 측정의 균일성을 위해, PEA 분석은 대신 올링크(웁살라, 스웨덴)에서 중앙 집중화될 것이며, 여기서 올링크 익스플로어 384 염증 및 올링크 익스플로어 384 신경학 패널이 모든 혈장 샘플에서 측정될 것입니다.

구체적 목표 및 실험 설계

1. OM 및 혈장에서 측정된 바이오마커를 결합하여 PD의 다양한 임상 표현형의 지문을 결정합니다.
2. 임상 점수(후각 검사, MMSE, MoCA, UPDRS-III)와 혈장 및 OM에서 측정된 바이오마커 간의 상관관계를 평가합니다.
3. 쌍을 이루는 OM, 혈장, CSF 및 피부 샘플에서 시뉴클레인병증, 아밀로이드증, 타우병증 마커를 검증합니다.

위에서 설명한 목표 1, 2 및 3을 달성하기 위해 측정될 바이오마커는 다음과 같습니다:

• 올링크 익스플로어 384 염증 및 신경학 패널을 적용하여 혈장에서 측정된 것들. 이러한 분석을 담당하는 사람들은 CNBP의 로셀라 추를레오 박사와 산티나 칼리리 박사, AOPG의 로렌초 가에타니 박사 및 마시밀리아노 디 필리포 교수, 그리고 FINCB의 파비오 모다 박사입니다.
• SAA를 통해 얻은 OM 및 피부 샘플에서의 a-시뉴클레인 종자 활성. 이러한 분석은 FINCB에서 중앙 집중화되며 파비오 모다 박사와 키아라 마리아 줄리아 데 루카 박사의 감독 하에 수행될 것입니다.
• Aβ42/Aβ20 및 p-tau의 혈장 수준. 이러한 분석은 루칠라 파르네티 교수와 로렌초 가에타니 박사의 감독 하에 Lumipulse 완전 자동화 플랫폼을 사용하여 AOPG에서 중앙 집중화될 것입니다.
• 면역조직화학적 방법을 사용하여 피부 생검에서 p-a-syn 침착물의 검출 및 특성화. 그라치아 데비질리 박사가 이 분석을 담당할 것입니다. 각 센터에서 임상 데이터 수집을 담당하는 사람들은 AOPG의 루칠라 파르네티 교수와 마시밀리아노 디 필리포 교수, FINCB의 파올라 카로포 박사, 그리고 CNBP의 다비데 카르딜레 박사입니다. 설명된 세 가지 목표 각각에 대한 데이터 분석 작업은 대신 루칠라 파르네티 교수가 CNBP의 산티나 칼리리 박사와 다비데 카르딜레 박사의 도움으로 조정할 것입니다.