Ziekte biosignatures in ALS/FTD -spectrum: nieuwe impactvolle biologische perspectieven buiten klinische benaderingen (SPECTRALS)

Amyotrofe laterale sclerose (ALS) en frontotemporale dementie (FTD) worden beschouwd als twee manifestaties van hetzelfde ziektecontinuüm, waarbij gemeenschappelijke klinische, genetische en pathologische kenmerken worden gedeeld. Beide ziekten kunnen zelfs samen optreden bij dezelfde patiënt, maar de onderliggende mechanismen die ALS, FTD of hun gemengde fenotype veroorzaken, worden echter niet volledig begrepen. Helaas ontbreken betrouwbare biomarkers voor ALS/FTD klinische diagnose nog steeds. Het doel van dit project is om een ​​geavanceerde, multidisciplinaire benadering te gebruiken om niet alleen traditionele cerebrospinale vloeistof (CSF) monsters te onderzoeken, maar ook andere gemakkelijk toegankelijke weefsels zoals huid, olfactorisch slijmvlies (OM), serum en tranen. Dit project is bedoeld om nieuwe biomarkers te ontdekken die in staat zijn om ALS/FTD -klinische fenotypes te herkennen, de klinische diagnose van specifieke fenotypes te versterken (b.v. Bulbar versus spinale aanvang ALS), voorspel patiënten met een risico op het ontwikkelen van een gemengd ziektefenotype (ALS+FTD of vice versa), evalueer de werkzaamheid van therapeutische behandelingen en in staat om specifieke biologische mechanismen te onthullen die betrokken zijn bij het begin en de voortgang van elke ziekte. De toegevoegde waarde van het project is dat het ALS/FTD vanuit een perifeer oogpunt zal verkennen door weefsels te gebruiken die nog grondig moeten worden onderzocht op dit gebied van onderzoek. Deze weefsels zullen worden onderworpen aan directe analyse voor het ontdekken van biomarkers of verwerkt om cel- en structurele studies uit te voeren die nuttig zijn om ons begrip van het ALS/FTD -neurodegeneratieve proces te verdiepen en nieuwe medicijnbare moleculen of mechanismen te ontdekken. Om onze doelstellingen te bereiken, zal het eerste jaar van het project worden toegewijd aan het inschrijven van patiënten, waarbij ook een retrospectief onderzoek wordt uitgevoerd met reeds beschikbare CSF-, serum-, tranen- en OM-monsters verzameld uit een uitgebreid gekarakteriseerd cohort van patiënten met BALS, SALS, SALS, SALS, FTD en proefpersonen met andere niet-neurodegeneratieve neurologische aandoeningen (NNC) (NNC). These samples will be subjected to the following analyses (1) NGS, (2) Simoa (to quantify NfL, tau, phospho-tau, and beta-amyloid proteins), (3) Microfluidic (to determine miRNA and long non-coding RNA profiles), (4) Bioplex (to evaluate the innate-adaptive immunity pathway); (5) Zaadversterkingstest (om perifere pathologische TDP-43 te detecteren) en (6) MiSeq Illumina (om microbiotasamenstelling te analyseren). Voor microfluïdische en bioplex -analyses zal de retrospectieve studie dienen voor het ontdekken van biomarkers. Terwijl, voor Simoa, SAA en MiSeq analyseert, zal deze studie het verzamelen van cruciale voorlopige gegevens en verfijning van de analytische procedures mogelijk maken. De aanvragers hebben al veelbelovende gegevens verkregen waaruit blijkt dat het miRNA-profiel in serum- en TDP-43-inhoud in OM (SAA) tussen Bals en Sals kan discrimineren. Deze bevindingen suggereren dat moleculaire en biologische profilering haalbaar is en de diagnose van ALS/FTD tastbaar zou kunnen beïnvloeden. Het tweede jaar van de studie zal zich richten op het onderwerpen van de nieuw verzamelde monsters aan dezelfde analyses als eerder beschreven, hetzij voor biomarker -validatie of voor het verzamelen van alle benodigde en essentiële gegevens om te bepalen of en in hoeverre sommige perifere veranderingen daadwerkelijk verschillen tussen pathologieën. Alle gegevens zullen worden verwerkt door de Group van de data science center (expert bioinformatici, statistici, wiskundigen en neurobiologen) om te beoordelen of onze bevindingen de identificatie van ziektebiosignaturen in ALS/FTD -spectrum toestaan.

The research group is composed of four operative units (OUs): Fondazione IRCCS Istituto Neurologico Carlo Besta (UO1), Università degli Studi di Napoli "Federico II" (UO2), Consorzio Interuniversitario Risonanze Magnetiche Metallo Proteine ​​(UO3) and Azienda Ospedaliero Universitaria di Sassari (UO4). Er is besloten om een ​​groep uit Sardinia (UO4) op te nemen omdat het een van de Italiaanse regio's is met de hoogste incidentie van ALS en zal bijdragen aan de inschrijving van patiënten met meer heterogene klinische presentaties. OU1 en UO4 zijn verantwoordelijk voor het selecteren van retrospectieve biologische monsters en het werven van ALS/FTD- en NNC -patiënten in het eerste jaar van het onderzoek. CSF-, bloed-, tranen-, huid- en OM -monsters zijn of zullen worden verzameld met behulp van gestandaardiseerde en gedeelde procedures door OU1 en UO4 van een totaal van Sals (n = 105), BALS (n = 32), FTD (n = 66) en NNC (n = 27) patiënten. Een subset van monsters verzameld uit SALS (n = 45), bals (n = 12), FTD (n = 30) en NNC (n = 12) patiënten is al beschikbaar op UO1 en UO4 en zullen worden geanalyseerd tijdens het eerste jaar van nieuwe patiënteninschrijving. Alle aangeworven proefpersonen zullen uitgebreide klinische en neuropsychologische beoordelingen ondergaan en zullen worden onderworpen aan de Burghart Sniffin 'Sticks -test vóór CSF, bloed, OM, huid en tranen bemonstering. Monsters worden verdeeld en geanalyseerd door elke UO als volgt: CSF zal worden voorbereid op SimoA-analyse op UO4 of voor (1) miRNA en lang niet-coderende RNA, en (2) SAA-analyses op UO1. Bloed zal onmiddellijk worden verwerkt op UO1 en UO4 om de serumfractie te isoleren die zal worden geanalyseerd bij UO4 (SimoA-meting van NFL, Amyloid-beta, tau en gefosforyleerd bij Threonine 181 tau (P-tau) niveaus) en UO1 (evaluatie van miRNA en lange niet-coding-ra-ra-ra-profielen en evaluatie van de inname-adaptieve immunitieve immuniteit). Tranen zullen worden voorbereid op miRNA en lang niet-coderend RNA of voor SAA-analyses bij UO1. OM zal worden voorbereid op (1) miRNA en lang niet-coderend RNA, (2) SAA en (3) microbiota-analyses bij UO1. Ten slotte zal de huid worden voorbereid op (1) miRNA en lang niet-coderende RNA of (2) SAA-analyses bij UO1 en zullen ze worden verwerkt om primaire celfibroblasten te verkrijgen die naar UO2 worden verzonden voor (3) celbiologiestudies, waaronder super-resolutiemicroscopie-analyse van intracellulaire aggregaten en moleculaire karakterisering van hun internalisatie/afbraakpaden. Ten slotte zal UO3 (1) recombinante TDP-43 produceren (voor SAA-analyses uitgevoerd bij UO1) die speciale functies bezitten die nuttig zijn om NMR-spectra van goede kwaliteit te produceren voor gedetailleerde structurele karakterisering en (2) geselecteerde SAA-producten analyseren door eiwit-NMR. Alle gegevens die in dit project zijn gegenereerd, inclusief alle relevante klinische en psychologische informatie, zullen worden geanalyseerd door leden van de Data Science Center (DSC) -groep die onlangs is gemaakt op UO1. DSC combineert de expertise van bioinformatici, statistici, wiskundigen en neurobiologen met als doel geavanceerde analytische methoden toe te passen op klinische, omics en beeldvormingsgegevens. Ten slotte zullen andere medewerkers (zie geschikte sectie) die bij UO3 werken, helpen met Protein-NMR-onderzoek. Synergetische samenwerking tussen alle UOS is dus van vitaal belang om de doelstellingen van het project te bereiken.