sCD163 u pacjentów z ALS

Wprowadzenie Stwardnienie zanikowe boczne (ALS) jest śmiertelną chorobą z postępującym osłabieniem mięśni prowadzącym do ciężkiej niepełnosprawności i ostatecznie śmierci. Jest to najczęstsza postać chorób neuronów ruchowych i obejmuje zarówno górne, jak i dolne neurony ruchowe. Mediana przeżycia od pojawienia się pierwszych objawów do zgonu wynosi około 3 lata.

Ponieważ rozpoznanie opiera się na cechach klinicznych i nieprawidłowościach elektromiograficznych, które mogą wystąpić dość późno w przebiegu choroby, istnieje potrzeba zidentyfikowania testów diagnostycznych, które mogą potwierdzić lub wykluczyć rozpoznanie ALS we wcześniejszej fazie choroby.

ALS jest chorobą neurodegeneracyjną, jednak patogeneza nie jest dobrze poznana. Przyczyny są prawdopodobnie wieloczynnikowe i stanowią złożoną interakcję między czynnikami genetycznymi i dysfunkcją życiowych szlaków molekularnych związanych z dziedziczonym dominująco genem c9orf72 i upośledzonym wychwytem glutaminianu w astrocytach (receptor EAAT2) ze szczeliny synaptycznej, a tym samym ekscytotoksycznością glutaminianu. Ta ekscytotoksyczność glutaminianu może powodować stres oksydacyjny, bramkowane napięciem trwałe kanały sodowe i aktywację mikrogleju, co skutkuje wydzielaniem cytokin prozapalnych.

Niedawno pojawiły się badania sugerujące, że zapalenie nerwów odgrywa rolę w rozwoju ALS. Badanie z 2012 roku (mysi model ALS, który nadeksprymuje zmutowaną dysmutazę ponadtlenkową (mSOD1)) udokumentowało, że mikroglej może zarówno chronić, jak i uszkadzać neurony ruchowe, w zależności od aktywowanego fenotypu mikrogleju. Wydaje się, że jest to kontinuum między ochronnym stanem fenotypowym M2 (początek choroby) a neurotoksycznym stanem fenotypowym M1 (stadium końcowe choroby). Ponadto na początku choroby myszy wyrażały wyższe poziomy Ym1, CD163 i czynnika neurotroficznego pochodzenia mózgowego (markery M2).

Spośród innych mechanizmów molekularnych warto wspomnieć o nieprawidłowościach strukturalnych i funkcjonalnych mitochondriów, upośledzeniu systemów transportu aksonalnego i ruchu endosomalnego oraz indukcji odpowiedzi stresowej retikulum endoplazmatycznego, chociaż wydają się one być zdarzeniami wtórnymi w ALS. Rezultatem jest zwyrodnienie neuronów ruchowych w korze mózgowej, jądrach nerwów czaszkowych, przednim rogu rdzenia kręgowego i drogach korowo-rdzeniowych. Jedynym dostępnym obecnie lekiem jest Riluzol, który, jak udowodniono, przedłuża życie lub czas do wystąpienia poważnych problemów z oddychaniem u pacjentów z ALS. Mechanizm działania riluzolu wciąż wymaga ustalenia, być może dynamika polega na hamowaniu uwalniania glutaminianu z neuronu presynaptycznego. (1,2,3,4,5,6) Chociaż wydaje się, że proces zapalny jest zdarzeniem wtórnym, wydaje się być krytyczny dla degeneracji neuronów. W badaniu starano się zmniejszyć patologię ALS za pomocą glukokortykoidu ukierunkowanego na ośrodkowy układ nerwowy i udało się to poprzez zmniejszenie patologii pnia mózgu w mysich modelach ALS. Z różnych biomarkerów przetestowano również markery stanu zapalnego: cytokiny z rodziny interleukin-1. Wśród nich tylko całkowita interleukina-18, jej endogenny inhibitor interleukina-18BP i aktywna postać cytokiny (wolna interleukina-18) były znacznie wyższe u pacjentów z ALS niż w grupie kontrolnej. Cytokina nie wykazywała korelacji z różnymi postaciami klinicznymi ALS ani z klinicznym podłożem choroby. Cytokiny były również wypróbowywane jako środki neuroprotekcyjne. Erytropoetyna (EPO) jest znana jako czynnik wzrostu, który utrzymuje liczbę krążących erytrocytów. Jednak biologiczna rola EPO została rozszerzona na inne komórki, takie jak neurony, mikroglej i astrocyty w mózgu. Wydaje się, że EPO hamuje cytokiny prozapalne podczas progresji choroby, utrzymuje cytokiny przeciwzapalne aż do późnego stadium objawów i wreszcie wydaje się, że opóźnia wystąpienie objawów i zachowuje liczbę neuronów ruchowych. (7,8,9,10) Klaster różnicowania 163 (CD-163) – nowy sposób monitorowania stanu zapalnego w ALS? CD-163 jest receptorem zmiatającym (rozpoznaje i wychwytuje makrocząsteczki), który wyznacza aktywację monocytów-makrofagów. CD163 działa na makrofagi jako receptor dla kompleksów hemoglobina-haptoglobina. Rozpuszczalna forma receptora nazywa się sCD163 i znajduje się w osoczu i płynie mózgowo-rdzeniowym, gdzie stwierdzono, że jest regulowana w górę w szerokim zakresie chorób zapalnych.

Silnie podwyższone wartości (>20mg/l) obserwuje się w chorobach takich jak zespół aktywacji makrofagów, zespół hemofagocytarny i ostra niewydolność wątroby. Ponadto poziom sCD163 odzwierciedla aktywność choroby. Stwierdzono, że pacjenci z rosnącymi i wysokimi wartościami mają niekorzystne rokowanie. Podwyższone wartości (5-20 mg/l) obserwuje się w chorobach wątroby, posocznicy i chorobie Gauchera. Pacjenci z sepsą z wartościami powyżej 10 mg/l mają 10-krotnie większe ryzyko zgonu. Nieznacznie podwyższone wartości (3-5 mg/l) często obserwuje się w stanach zapalnych, infekcyjnych i nowotworowych. (11,12,13,14) Dane pilotażowe W laboratorium badaczy dane pilotażowe (Kallestrup M i in., dane niepublikowane (15)) dały obiecujące wyniki. Wystąpił podwyższony poziom sCD163 w płynie mózgowo-rdzeniowym u 7 pacjentów z ALS w porównaniu z grupą kontrolną. Co więcej, zarówno pewni, jak i prawdopodobni pacjenci z ALS mają podwyższony poziom sCD163. Wyniki te sugerują, że należy przeprowadzić większe badanie oceniające pacjentów z ALS zarówno we wczesnych, jak i późniejszych stadiach choroby.

Hipoteza Pacjenci z ALS mają podwyższony poziom sCD-163 w płynie mózgowo-rdzeniowym i surowicy w porównaniu ze zdrowymi osobnikami, a poziom ten jest związany z ciężkością choroby.

Cel pracy Określenie stężenia sCD-163 w płynie mózgowo-rdzeniowym iw surowicy pacjentów z ALS w porównaniu z grupą kontrolną (pacjenci z nieokreślonymi objawami neurologicznymi). Ponadto określimy stężenia białka, glukozy, indeksu G immunoglobulin i innych czynników w płynie mózgowo-rdzeniowym.

Metoda Populacja badana Populacja badana będzie obejmowała wszystkich pacjentów z rozpoznanym i podejrzewanym ALS na Oddziale Neurologii Szpitala Uniwersyteckiego w Aarhus.

Pacjenci z rozpoznanym ALS, którzy wezmą udział w badaniu, zostaną poddani nakłuciu lędźwiowemu. U osób z podejrzeniem ALS w ramach diagnostyki zostanie wykonane nakłucie lędźwiowe oraz zbadany zostanie poziom sCD163 w płynie mózgowo-rdzeniowym.

Na Oddziale Neurologii Szpitala Uniwersyteckiego w Aarhus przebywa około 80 pacjentów z rozpoznanym ALS. Oczekujemy, że 50 z tych pacjentów wyrazi chęć udziału i kwalifikuje się do włączenia (31-08-2015). Ponadto spodziewamy się włączyć 8 pacjentów, u których zostanie zdiagnozowany ALS na Oddziale Neurologii Szpitala Uniwersyteckiego w Aarhus w okresie badania.

Grupa kontrolna obejmuje pacjentów z różnymi objawami lub chorobami neurologicznymi, którzy zostaną poddani nakłuciu lędźwiowemu na Oddziale Neurologii Szpitala Uniwersyteckiego w Aarhus w ramach diagnostyki, niezależnie od tego badania. W końcowych analizach zostaną uwzględnione tylko grupy kontrolne, które ostatecznie nie mają żadnej choroby neurologicznej lub choroby neurologicznej, co do której uważa się, że nie obejmuje płynu mózgowo-rdzeniowego. Spodziewamy się, że obejmiemy 40-50 kontroli.

Rekrutacja Uczestnicy otrzymają pisemną i ustną informację o badaniu. Informacje ustne odbędą się na Oddziale Neurologii Szpitala Uniwersyteckiego w Aarhus. Ponadto rozdawana będzie broszura „Forsøgspersoners retigheder i et sundhedsvidenskabeligt forskningsprojekt”. Konsultanci z oddziału neurologii udzielą informacji pacjentom z podejrzeniem SLA. Kontrolni i pacjenci z rozpoznanym ALS otrzymają informacje od lekarzy z Oddziału Neurologii oraz studentki roku badawczego Anne Sofie Vinther.

Istnieje możliwość przyprowadzenia osoby towarzyszącej, a uczestnicy mają co najmniej 24 godziny na rozważenie udziału.

Zostanie poproszony o dostęp do dokumentacji pacjenta, który zostanie przedstawiony w pisemnym materiale informacyjnym.

Jeśli pojawi się nowa wiedza o wadach udziału w badaniu, uczestnicy zostaną o tym niezwłocznie poinformowani. Ponadto uczestnik zostanie poinformowany, jeśli oceny w trakcie badania przyniosą wiedzę na temat ogólnego stanu zdrowia pacjenta, chyba że pacjent wyraźnie to odrzucił.

Pod koniec badania istnieje możliwość kontaktu z koordynatorem badania w celu uzyskania informacji o wynikach badania.

Wszyscy uczestnicy otrzymają informacje o projekcie badawczym i zostaną poproszeni o podanie treści do udziału. Udział obejmuje pobranie 5-6 ml płynu mózgowo-rdzeniowego oraz próbki krwi (30 ml), która zostanie wykorzystana do analizy sCD-163.

Uczestnicy nie otrzymają żadnej formy płatności, ale mogą otrzymać zwrot kosztów transportu.

Kryteria przyjęcia:

ALS Pacjenci ze zdiagnozowanym ALS i pacjenci z podejrzeniem ALS. Wiek >18 lat kontroluje wiek >18 lat

Kryteria wykluczenia (dla wszystkich grup):

Ostre infekcje, w tym neuroinfekcja Inne zaburzenia, o których wiadomo, że mają podwyższony poziom sCD163 Zaburzenia lub leczenie, które jest przeciwwskazaniem do nakłucia lędźwiowego. Inne ustalone zaburzenia neurologiczne. Przez cały czas pracy diagnostycznej, a co za tym idzie w projekcie badawczym, będziemy to robić z poszanowaniem stanu psychicznego i fizycznego pacjentów. Projekt badawczy będzie realizowany zgodnie z ustawą o przetwarzaniu danych osobowych, a ponadto zostanie zgłoszony do wspólnego regionalnego systemu informacyjnego dla Regionu Midtjylland.

Analiza Płyn rdzeniowy i surowica zostaną poddane analizie na Wydziale Biochemii Klinicznej Szpitala Uniwersyteckiego w Aarhus. Próbki płynu rdzeniowego i krwi zostaną zdeponowane w biobanku badawczym Szpitala Uniwersyteckiego w Aarhus. Planuje się, że wszystkie analizy biochemiczne zostaną wykonane po pobraniu wszystkich próbek. Pod koniec projektu próbki zostaną pseudoanonimizowane. Ze względu na możliwość zdobycia nowej wiedzy w tym zakresie próbki zostaną zdeponowane w biobanku po 5 latach od zakończenia tego projektu.

Stężenia sCD-163 w płynie rdzeniowym i surowicy będą analizowane za pomocą już ustalonych technik na Wydziale Biochemii Klinicznej Szpitala Uniwersyteckiego w Aarhus.

Badanie Badanie składa się z wywiadu i badania klinicznego. Używamy poprawionej skali oceny funkcjonalnej ALS (ALSFRS-R), która jest narzędziem oceny do monitorowania postępu niesprawności u pacjentów z ALS. Informacje z dokumentacji medycznej zostaną uwzględnione i wykorzystane w tym projekcie, w tym historia medyczna, rzeczywiste stosowanie leków, wyniki analiz biochemicznych i obrazowania mózgu, wyniki ALSFRS-R, wyniki elektromiografii, nieprawidłowości w badaniach klinicznych i wnioski z przeprowadzonej diagnostyki.

Analizy mocy i statystyki Ponieważ dane pilotażowe badaczy (n=7) wykazały 50% wzrost poziomu CD163 w płynie mózgowo-rdzeniowym u pacjentów z ALS, oczekuje się, że włączenie 40 pacjentów umożliwi wykrycie mniejszej różnicy również w surowicy i relacji między CD163 i wyniki kliniczne.

Do analiz statystycznych zostanie wykorzystany program ANOVA. Stosowane będą testy parametryczne lub nieparametryczne w zależności od rozkładu normalnego danych. We wszystkich analizach statystycznych zastosowany zostanie 5% poziom istotności.

Perspektywy Istotne jest zidentyfikowanie prognostycznych biomarkerów w ALS. Patologia ALS jest nadal nieznana, ale wydaje się, że stan zapalny jest kluczowym czynnikiem w tym procesie. W kilku badaniach wykazano, że sCD163 jest regulowany w górę w szerokim zakresie chorób zapalnych i wraz z badaczami obiecującymi danymi pilotażowymi sCD163 jest potencjalnym markerem ALS. (4) Ocena skuteczności leku w ALS nadal opiera się na badaniach klinicznych, polegając na pomiarze tempa postępu choroby poprzez wykorzystanie poprawionej skali oceny ALS (ALSFRS-R). Takie skale kliniczne mogą być nieczułe, zwłaszcza we wczesnych stadiach procesu chorobowego. Opracowanie wiarygodnych, wymiernych biomarkerów pozostaje nieuchwytne w ALS, a opracowanie biomarkerów prognostycznych byłoby kluczowe dla skutecznej oceny środka terapeutycznego we wczesnych stadiach rozwoju.

Względy etyczne Badania wykonywane na pacjentach biorących udział w tym projekcie badawczym to nakłucie lędźwiowe i próbki krwi.

Wykonanie nakłucia lędźwiowego wiąże się z pewnym ryzykiem, do którego należy ból głowy po nakłuciu lędźwiowym z częstością 12%, najczęściej występujący u młodszych pacjentów. Najczęściej ból głowy trwa krótko i można go wyleczyć za pomocą plastra z krwią. Ponadto nakłucie lędźwiowe może powodować przejściowy ból lędźwiowy i nagromadzenie krwi pod skórą. Istnieje bardzo małe ryzyko krwawienia w przestrzeni zewnątrzoponowej przy ucisku nerwów rdzeniowych i jeszcze mniejsze ryzyko infekcji (zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych lub zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych). Należy jednak podkreślić, że nakłucie lędźwiowe jest częścią rutynowych badań diagnostycznych na Oddziale Neurologii Szpitala Uniwersyteckiego w Aarhus.

Biorąc pod uwagę niskie ryzyko związane z tym projektem, złe rokowania co do choroby oraz potencjał poprawy diagnostyki i leczenia przyszłych pacjentów z ALS, uważamy ten projekt za etycznie akceptowalny.

Publikacja Pozytywne, negatywne, jak również niejednoznaczne wyniki tego badania zostaną opublikowane. Wyniki zostaną opisane w artykule do publikacji w recenzowanym czasopiśmie w języku angielskim.