De epidemiologie van de ziekte van Parkinson in Kroatië en de invloed van genetische factoren en microbiota op de progressie en behandelingsresultaten van de ziekte (GiOPARK) (GiOPARK)

De ziekte van Parkinson (PD) is de tweede meest voorkomende neurodegeneratieve ziekte, die 2-3% van de algemene bevolking ouder dan 65 jaar treft. Er zijn aanzienlijke verschillen in incidentie, afhankelijk van geografische locatie, ras en etniciteit. De exacte oorzaak van de ziekte is nog onbekend, maar de rol van genetische en omgevingsfactoren is al vastgesteld. Bepaalde genetische vormen van de ziekte vormen een klein percentage, dus men denkt dat omgevingsfactoren een grotere invloed hebben op de ontwikkeling van de ziekte. De incidentie van PD is hoger bij mensen die zijn blootgesteld aan aanzienlijke hoeveelheden pesticiden en traumatisch hersenletsel, terwijl er een kleinere incidentie is bij rokers en mensen die grotere hoeveelheden cafeïne consumeren.

Bovendien wordt de darm- en orale microbiota beschouwd als een belangrijke factor in de pathogenese van de ziekte, vanwege de ontdekte bloemenonbalans bij mensen die lijden aan de ziekte van Parkinson. Op dit moment is het niet bekend of de dysbiose van de darmmicrobiota aan de ziekte voorafgaat of het resultaat is van de verstoorde neuronale communicatie van de lever-hersen-as. Aangezien er tot nu toe geen echt epidemiologisch onderzoek in Kroatië is uitgevoerd, is er geen kennis van het aantal gevallen van PD dat verband houdt met genetische en omgevingsfactoren, waardoor dit project wetenschappelijk en sociaal meer impact heeft.

Een specifieke pathofysiologische gebeurtenis bij de ziekte van Parkinson is het verlies van neuronen in de substantia nigra, samen met de ophoping van het intracellulaire eiwit α-synucleïne in het gehele centrale zenuwstelsel. Het is belangrijk op te merken dat PD gedurende een langere periode asymptomatisch is, aangezien de symptomen zich pas beginnen te manifesteren wanneer er een verlies is van meer dan 70-80% van de dopaminerge neuronen. Dysfunctie van gliacellen, cellen die gewoonlijk verantwoordelijk zijn voor het handhaven van homeostatische omstandigheden in het centrale zenuwstelsel, gaat gepaard met PD. De disfunctie leidt tot neuro-inflammatie en microgliale activatie, fagocytose en de vernietiging van neuronen. Aan de andere kant is er een gebrek aan een goede voedings- en herstelreactie van astrocyten, gliacellen die betrokken zijn bij neuroprotectie en letselherstel in het CZS. Helaas is er nog steeds geen specifieke biomarker bekend voor PD, maar veranderingen van neurodegeneratieve, voedings- en immunologische markers in deze aandoeningen maken experimentele monitoring van ziekteprogressie mogelijk. Recent onderzoek suggereerde een verband tussen intestinale microflora en gliacellen in fysiologische omstandigheden, maar ook in de pathogenese van verschillende neurodegeneratieve aandoeningen. Momenteel wordt gedacht dat de eerste pathofysiologische veranderingen optreden in het intestinale zenuwstelsel, dat in direct contact staat met de intestinale microflora. Op deze manier zou de darmmicrobiota de pathogenese van PD kunnen moduleren en bijdragen aan de interindividuele variabiliteit van de klinische presentatie. Hoewel een klein aantal studies zich concentreerde op dit deel van de pathogenese van de ziekte, is het werkelijke effect van de intestinale en orale microflora dysbiose op de pathogenese van PD niet vastgesteld. Ook zijn er geen studies geweest die de relatie tussen genetische en omgevingsfactoren onderzoeken, waardoor prospectieve studies met de novo PD-patiënten noodzakelijk zijn om licht te werpen op de gemiddelde effecten van de dysbiose op de ziekteprogressie en het behandelresultaat.

Het project loopt over vier jaar af, waarbij de eerste 20 maanden worden besteed aan de eerste fase (genetisch-epidemiologisch onderzoek), en de gehele 48 maanden aan de tweede fase van het project (prospectief klinisch onderzoek). de eerste fase van het onderzoek omvat patiënten met de ziekte van Parkinson in de hele Republiek Kroatië. De populatie zou alle beschikbare getroffenen omvatten die momenteel in Kroatië wonen en die lid zijn van of werken met de Kroatische PD-patiëntenvereniging. De geschatte respons is 10% van de PD-populatie (500-750 patiënten). De patiënten vullen de epidemiologische vragenlijsten in en patiënten met familiale PD worden geselecteerd. De verwachte opkomst van de erfelijke vorm van de ziekte in de PD-populatie is ongeveer 10-15% (50-75). De tweede fase van het onderzoek (prospective clinical trial) omvat twee onderzoeksgroepen. De eerste zal bestaan ​​uit patiënten van de Klinische Ziekenhuiscentra in Rijeka, die nog niet actief zijn behandeld (drug-naïef), terwijl de tweede zal bestaan ​​uit gezonde controles in dezelfde leeftijdscategorie. Het streefaantal proefpersonen in beide groepen is 50. Inclusiecriteria voor deelname van medicijnnaïeve patiënten is een bevestigde PD-diagnose volgens de criteria van de Movement Disorder Society Clinical Diagnostic. De gezonde controlegroep zal bestaan ​​uit deelnemers uit dezelfde leeftijdsgroep met dezelfde voedingsstatus (body mass index) en woonachtig in hetzelfde geografische gebied als de testgroep. Uitsluitingscriteria voor deelname zijn onder meer unieke dieetplannen, chronische darmaandoeningen, elke auto-immuunziekte, acute infectieziekten, acute actieve ontsteking, patiëntgeschiedenis positief voor significante gastro-intestinale chirurgische procedures en een actief antibioticum, probioticum, voedingssupplement, corticosteroïden en immunosuppressiva.

De eerste fase - genetisch-epidemiologische studie (20 maanden): In de eerste negen maanden zullen in heel Kroatië deelnemers worden aangeworven die lid zijn van of werken met de Kroatische PD-patiëntenvereniging. Aan het einde van het eerste jaar van het onderzoek zullen de deelnemers hun volledige exomen laten sequensen met behulp van next-generation sequencing (NGS), om genetische varianten bij Kroatische patiënten te vinden. Gedurende het tweede onderzoeksjaar zijn resultaatanalyse en verspreiding gepland, evenals counseling bij deelnemers met een bevestigde familiale variant van de ziekte. Hiertoe zullen de deelnemers bloedmonsters afstaan ​​voor genetische analyse. Het streefaantal proefpersonen in deze fase van het onderzoek is 50. De deelnemers wordt ook gevraagd om verschillende gestructureerde studieformulieren in te vullen, die een schatting moeten geven van de genetische achtergrond van de deelnemer, samen met informatie over hun bioritme, slaappatroon, dieet, levensdoelen en algemene stress.

De tweede fase - een prospectieve klinische studie (48 maanden): De selectie van deelnemers vindt gedurende het eerste jaar van de klinische studie plaats. De volgende tijdsintervallen worden geselecteerd voor controlebezoeken: basislijn; 6 maanden, 12 maanden, 24 maanden en 30 maanden. De resultaatanalyse en disseminatie zijn gepland in de laatste twee onderzoeksjaren. Van elke deelnemer aan het onderzoek wordt de sequentie van het exoom bepaald met NGS, waarbij de nadruk vooral ligt op onderdelen waarvan bekend is dat ze invloed hebben op de pathogenese van PD. Zowel de patiënten als de gezonde controlepopulatie zullen ook hun microbiota-samenstelling laten bepalen met NGS, evenals hun functionele toestand door de analyse van de korte-keten vetzuursamenstelling, bekende metabolische producten van de microbiota. ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) zal worden gebruikt om de ontstekingstoestand, gliale functies en ziekteprogressie te beoordelen, en zal ook worden bepaald door middel van specifieke markers in de serum- en plasmamonsters van de deelnemer. Fluorescentiecorrelatiespectroscopie (FCS), meer specifiek Thioflavine T (ThT) fluctuerende intensiteitsfluorescentieanalyse (FIFA) zal worden gebruikt om het bestaan ​​van pathologische conformatie-eiwitvormen en hun relatie tot de graad van de ziekte en de therapie te bepalen. Het is voor deze methoden dat de deelnemers wordt gevraagd om een ​​bloed-, stoelgang- en speekselmonster af te staan. De ziekteprogressie zal ook worden gevolgd met transcraniële B-mod echografie en magnetische hersenresonantie.

De exome-sequencing zal worden uitgevoerd bij baseline, terwijl de analyse van de samenstelling en functie van de microbiota zal worden uitgevoerd tijdens het eerste en laatste controlebezoek. Bij elk controleonderzoek zullen biomarkeranalyse, eiwitconformatieanalyse en neuroradiologische methoden worden uitgevoerd. Vanaf het eerste bezoek wordt de deelnemers gevraagd om verschillende gestructureerde onderzoeksvragenlijsten in te vullen, die een schatting geven van de genetische achtergrond van de deelnemer, samen met informatie over hun bioritme, slaappatroon, dieet, levensdoelen en algemene stress. Bovendien zal de cognitieve toestand van de deelnemers worden geëvalueerd door middel van gevalideerde tests zoals de Mini-Mental State Examination (MMSE) en de Montreal Cognitive Assessment (MoCA), terwijl de algemene niet-motorische symptomen zullen worden geëvalueerd met behulp van de Non- Motor Symptomen Vragenlijst (NMSQ) en de Non-Motor Symptomen Schaal (NMSS). Patiënten zullen ook worden geëvalueerd met behulp van de UPDRS (Unified Parkinson's disease rating scale), de meest prominente schaal in PD.

Het belangrijkste doel van de eerste fase van het project is om te bepalen welke genetische mutaties het meest vertegenwoordigd zijn in de Kroatische bevolking die lijdt aan de familiale vorm van PD. In de tweede fase is het hoofddoel het bepalen van de invloed van genetische factoren en microbiologische factoren op zowel de progressie van de ziekte als op de behandelresultaten. Specifieke doelen van dit deel van het project zijn om te bepalen hoeveel patiënten in de algemene populatie van PD-patiënten een genetische aandoening hebben en welke genen een rol spelen bij die aandoening, evenals het bepalen van de samenstelling van de intestinale en orale microbiota, zowel in de patiëntentestgroep en de gezonde controlegroep. Verder zijn specifieke doelen het evalueren van de effecten van standaard PD-behandeling op de samenstelling van microbiota, neurodegeneratieprogressie en de activiteit van neuro-inflammatie in het CZS en om te onderzoeken of er een verband bestaat tussen de fysiologische en de pathofysiologische functie van microbiota, met behulp van markers van ziekteprogressie en gliale activiteit. Het laatste specifieke doel is het analyseren van potentiële pathologische conformatie-eiwitvormen die kunnen worden gebruikt als biomarker in vroege stadia van de ziekte en als biomarker voor ziekteprogressie.

De eerste fase van de studie zal de eerste epidemiologische gegevens opleveren over de familiale vorm van PD, evenals de mutaties die het meest voorkomen bij patiënten met PD in Kroatië. Bovendien zal de prospectieve klinische studie bijdragen aan het ophelderen van de met elkaar verweven effecten van genetische en omgevingsfactoren bij het ontstaan ​​en de progressie van de ziekte, evenals hun effect op het resultaat van de behandeling. Analyse van de samenstelling van de darm- en orale microbiota zal bepalen of er een verschil is tussen PD en de gezonde populatie, terwijl het gebruik van het vetzuurprofiel met korte keten de metabolische verschillen tussen de twee groepen zal bepalen. Het analyseren van de markers van CZS-homeostase, ontsteking en neurogliale functie zal de progressie van de ziekte bepalen en deze ook correleren met genetische factoren, evenals de microbiota-functie en -samenstelling. Het analyseren van de pathologische conformatievormen van alfa-synucleïne zou kunnen leiden tot de ontdekking van nieuwe biomarkers in de vroege stadia van de ziekte, evenals om de progressie van de ziekte te volgen