Plasma α-Synuclein Aggregeringssåingsaktivitet som en ny biomarkør for nevrodegenerativ sykdom

Synucleinsykdom, også kjent som synucleinopatier, er en generell betegnelse for en klasse degenerative sykdommer. Den inkluderer hovedsakelig Parkinsons sykdom (PD), demens med Lewy-legemer (DLB), multippel systematrofi (MSA) og lignende. Sykdommen kjennetegnes ved unormal folding av alfa-synuclein (α-syn) i det perifere og sentrale nervesystemet, noe som resulterer i dannelse av Lewy-legemer, Lewy-nevritter, nevroner og gliale cytoplasmatiske inklusjonslegemer i nevroner eller gliale celler. Den intracellulære lokaliteten og akkumuleringsmønsteret til α-syn varierer i forskjellige synucleinsykdommer. Det finnes overlappende tilstander mellom synucleinsykdommer, noe som også gjør nøyaktigheten av klinisk diagnostisering av synucleinsykdommer svært lav. En definitiv diagnose kan bare stilles etter at pasienten har dødd og hjernevevsprøver er vurdert ved bruk av immunhistokjemisk farging. Derfor, for å kunne gripe inn og behandle synucleinsykdom tidligere, er det nødvendig å utvikle mer nøyaktige og mindre invasive diagnostiske metoder.

Real-Time Quaking Induced Conversion (RT-QuIC) er en metode for in vitro-amplifisering av patogene proteinfrø, som kan gjøre at frøproteiner med in vitro-amplifiseringskapasitet transformerer substrater til feilfoldede frø under spesifikke betingelser. RT-QuIC ble opprinnelig brukt i diagnostiseringen av pasienter med prionprotein. Teknikken kan identifisere prionproteinet i feilfoldet form i cerebrospinalvæsken til pasienter med Creutzfeldt-Jakobs sykdom med en spesifisitet på 100% og en sensitivitet på 95-98%, og er derfor inkorporert i de kliniske diagnostiske kriteriene for sporadisk Creutzfeldt-Jakobs sykdom. Studier har vist at patogene frø ekstrahert fra pasienters cerebrospinalvæske eller andre biologiske væsker eller vev inkuberes med rekombinante proteinsubstrater, og bruken av intermitterende risting for å fremme interaksjonen mellom frøet og substratet kan tvinge substratet til å transformere til patogene proteinfrø. RT-QuIC-reaksjonsprosessen overvåkes i sanntid av en detektor inne i maskinen for thioflavin, et fluorescerende fargestoff som fluorescerer når det binder seg til beta-lamelllaget, som også er typisk for amyloidfibriller. Studier har vist at testing av pasienters cerebrospinalvæske med RT-QuIC kan nøyaktig skille Lewy-legeme-demens fra ikke-Parkinson-demens. I denne studien ble RT-QuIC-teknikk brukt til å amplifisere det feilfoldede α-syn i kliniske prøver for å utforske forskjellene i proteinegenskaper mellom synucleinsykdommer, og for å forsøke å diagnostisere synucleinsykdommer ved denne metoden. Først ble kliniske tilfeller av synucleoproteinsykdom inkludert, og plasma fra 100 kontrollpersoner, 221 tilfeller av PD-pasienter og 127 tilfeller av MSA-pasienter, samt 10 tilfeller av PSP-pasienter, ble etablert. Ved bruk av RT-QuIC-teknologi brukte vi aSyn (vellykket preparert i vårt laboratorium) til å amplifisere plasma fra friske personer og pasienter med synucleinopatier. Det ble funnet at maksimal fluorescensintensitet (ekstremverdi), topptid, K/2 (helling ved ekstremverdi/2) og Tmax/2 (tid for å nå ekstremverdi/2) kan brukes som diagnostiske og differensialdiagnostiske indikatorer for synucleinopatier.