Kan E-cadherin funnet i vev/blod være verdifullt for å identifisere og overvåke pasienter med post-protonpumpehemmer (PPI)-responsiv halsbrann

Symptomet på halsbrann var en gang en pålitelig indikator på gastroøsofageal reflukssykdom (GERD), og som sådan ville pasienter forutsigbart reagere på syrehemming. I post-protonpumpeinhibitorverdenen (PPI) er ingen av disse utsagnene sanne siden mange pasienter med halsbrann har symptomer mediert av mekanismer som ikke er relatert til esophageal luminal surhet, f.eks. funksjonell sykdom, visceral overfølsomhet eller aktivering av esophageal stretch-reseptorer. Følgelig klarer ikke disse personene å svare på PPIer[1-3]. Siden PPI-responsive og PPI-refraktære pasienter med halsbrann ikke kan skilles fra historien, er det vanskelig å avgjøre hvilke PPI-responsive personer som kan reagere på høyere doser av en PPI. I tillegg, når forsøkspersoner reagerer på PPI-terapi, kan det hende symptomrespons ikke korrelerer med lesjonsheling, noe som gjør en systemisk markør for helbredelse svært ønskelig. Lesjonsheling er spesielt problematisk siden den histopatologiske lesjonen som korrelerer best med halsbrann er tilstedeværelsen av utvidede intercellulære rom (DIS) i esophageal epitel, som ikke kan oppdages med standard endoskopi, og er mest pålitelig påviselig ved å utføre transmisjonselektronmikroskopi[4- 7]. Følgelig ville det være ønskelig å ha en objektiv markør for syremediert skade på esophageal epitel som kan identifisere de med PPI-responsiv halsbrann og bestemme tilheling av syreskadet epitel ikke-invasivt.

DIS i esophageal epitel har blitt etablert som et tidlig histopatologisk trekk ved gastroøsofageal reflukssykdom (GERD). Denne elektronmikroskopiske lesjonen er tilstede i både erosive og ikke-erosive former for GERD og er et resultat av syreskade på det intercellulære koblingskomplekset som kontrollerer paracellulær permeabilitet i esophageal epitel [8]. Videre er det kjent at behandling med PPI resulterer i oppløsning av DIS sammen med halsbrann hos pasienter med både erosive og ikke-erosive typer GERD [9]. E-cadherin er et protein som danner den intercellulære adhesive broen til zonula adherens (ZA)[10]; og ZA spiller en integrert rolle i å opprettholde integriteten til det tette krysset mellom celler slik at tap av adhesjon mellom brodannende molekyler av e-cadherin resulterer i tap av barrierefunksjon og økt paracellulær permeabilitet [11,12]. Derfor, under forhold der et surt refluksat er tilstede i esophageal lumen, fremmer en "lekk" koblingsbarriere overdreven inntreden av hydrogenioner i og dermed forsuring av det intercellulære rommet, som igjen utløser halsbrann ved aktivering av syrefølsomme nevroner i slimhinne[13].

Nylig har laboratoriet mitt funnet ut at DIS i ikke-erosiv syreskade på (kanin) esophageal epitel er assosiert på Western blots med spaltning av den intercellulære delen av e-cadherin og at denne spaltningen skjer ved syreaktivering av en endogen proteolytisk prosess ( upubliserte observasjoner). Dessuten er dette samme fenomenet på Western blots replikert i menneskelig spiserør hos pasienter med GERD, dvs. endoskopiske biopsier av spiserørsepitel avslører spaltning av e-cadherin hos de med både erosive og ikke-erosive former for GERD, men er ikke tilstede i esophageal epithelium av friske forsøkspersoner eller forsøkspersoner uten tegn eller symptomer på esophageal sykdom[14] - se fig. 4 i vedlagt plakatpresentasjon. Spesifikt etterlater spaltning av e-cadherin hos GERD-pasienter et cytoplasmatisk 'C-terminalt fragment (CTF)' av molekylet i esophageal epitel, og denne CTF oppdages lett på Western blot. Interessant nok er størrelsen på CTF konsistent, som i kaninmodellen, med spaltning av e-cadherin av en endogen matrisemetalloprotease. Det er også verdt å merke seg at den andre spaltede ekstracellulære komponenten av e-cadherin er et 'N-terminalt fragment (NTF)' og dette fragmentet absorberes i blodstrømmen, noe som resulterer i høyere serumnivåer av NTF-er av e-cadherin enn friske personer som kan påvises ved hjelp av en kommersiell ELISA-analyse[14] - se fig. 6 i vedlagte plakatpresentasjon. Siden CTF-er på Western blot av endoskopiske biopsier og forhøyede NTF-er av e-cadherin ved ELISA i serum er en refleksjon av syreskadet esophageal epitel, antyder dette den fristende muligheten for en sensitiv, minimalt invasiv (serum) test for esophageal mucosal skade i GERD emne. Vi antar at bestemmelse av et av de spaltede fragmentene av e-cadherin (serum eller vevsbasert) kan skille mellom pasienter med syremediert halsbrann som sannsynligvis vil være PPI-responsive og de hvis halsbrannsymptomer ikke medieres av syre og så er PPI-ildfaste.

Hypotesen vil bli testet ved å bestemme tilstedeværelse eller fravær av CTF-er av e-cadherin på esophageal biopsi og ved å måle nivået av NTF-er av e-cadherin i serum fra endoskopi-negative pasienter med halsbrann og korrelere funnene med pasientens (halsbrann). respons på Kapidex 30 mg i 4 uker. Basert på effektiv halsbrannkontroll på Kapidex eller mangel på dette, vil pasienter bli klassifisert som å ha henholdsvis PPI-responsiv eller PPI-refraktær sykdom, og disse klassifiseringene korrelerer med tilstedeværelse eller fravær av CTF-er på førbehandlingsbiopsi og førbehandlingsserumnivå av NTF-er av e- cadherin. Etter 4 uker med Kapidex, tas det også gjentatte serumprøver for NTF-er fra alle behandlede pasienter for å bestemme, som en markør for helbredelse, om serumnivået til NTF-er etter behandling er betydelig lavere enn serumnivået for NTF-er før behandling hos de som har PPI-responsiv halsbrann, men ikke hos de som har PPI-refraktær halsbrann.

Resultatene av denne studien forventes å vise at pasienter med PPI-responsiv halsbrann har CTF-er av e-cadherin i vev og høyere nivåer av NTF-er av e-cadherin i serum ved baseline, og at disse nivåene reduseres etter vellykket PPI-behandling. I motsetning, fordi symptomene hos PPI-refraktære personer ikke er syremediert, forventes disse pasientene å mangle CTF-er i vev og å ha lavere nivåer av NTF-er i serum ved baseline sammenlignet med PPI-responsive pasienter, og disse nivåene vil forbli uendret etter PPI terapi. Følgelig vil slike funn etablere påvisning av spaltede fragmenter av e-cadherin i vev og blod som nyttige biomarkører for sykdom som kan identifisere de med halsbrann som reagerer på standarddoser av Kapidex. Resultatene forventes også å vise at pasienter med PPI-responsiv halsbrann, men ikke de med PPI-refraktær halsbrann, har en betydelig nedgang i nivået av NTF i serum etter behandling og at dette lavere nivået av NTF forventes å falle innenfor rekkevidden av kontroller. Følgelig vil slike funn fastslå at påvisning av serum NTF før og etter behandling kan være nyttig som en biomarkør for (mikroskopisk) lesjonsheling hos de med PPI-responsiv halsbrann. Slike funn kan hjelpe til med å velge undergrupper passende for mer intensiv (høyere dose) eller langvarig PPI-behandling.