Badanie bolesnych kanałopatii (PCS)

Obecnie niewiele wiadomo na temat cech czuciowych i centralnego przetwarzania bólu u pacjentów z dziedzicznymi kanałopatiami. Badacze dokładnie zbadają fenotyp takich pacjentów pod kątem symptomatologii bólu, przetwarzania sensorycznego ujawnionego w ilościowych testach sensorycznych i skorelują to z genotypem. U wybranych pacjentów badacze przeprowadzą biopsję skóry w celu ustalenia, czy istnieją jakiekolwiek dowody uszkodzenia małych włókien, a także chcieliby wygenerować hodowle fibroblastów i komórek macierzystych grzebienia nerwowego do przyszłych badań molekularnych podstaw dysfunkcji kanałów.

Badanie dostarczy nowych informacji na temat mechanizmów obwodowego i ośrodkowego układu nerwowego zaangażowanych w przetwarzanie bólu.

Badacze ograniczą się do kanałopatii powodujących zespoły bólu somatycznego i nie będą badać migreny. Uwzględnione zostaną następujące stany: erytromelalgia, zespół napadowego silnego bólu, rodzinny zespół bólu epizodycznego, pacjenci z objawami bólu epizodycznego, których przyczyny nie można znaleźć, oraz pacjenci ze zmniejszoną wrażliwością na ból.

1.2.1 Ilościowe badanie sensoryczne (QST)

QST jest metodą dokładnego określania progów czuciowych w ludzkiej skórze i jest szczególnie przydatna do określania dysfunkcji nocyceptywnych włókien nerwowych o mniejszej średnicy, chociaż precyzyjna przydatność QST w rutynowym klinicznym leczeniu bólu neuropatycznego może wymagać dalszej oceny. Rośnie również zainteresowanie wykorzystaniem QST w połączeniu z oceną deskryptorów bólu w celu uzyskania wglądu w mechanizmy patofizjologiczne leżące u podstaw przewlekłego bólu. Na przykład obecność dynamicznej allodynii wywołanej szczoteczką wskazuje na sensytyzację na poziomie rdzenia kręgowego. Badacze będą korzystać ze standardowego protokołu opracowanego przez niemieckie konsorcjum zajmujące się bólem neuropatycznym, w którym mają duże doświadczenie. Przeprowadzono tylko ograniczone badania dotyczące dziedzicznych bolesnych kanałopatii w ocenie funkcji czuciowych. Badacze skorelują wyniki QST z objawami bólu i jakością życia. Badacze chcieliby sprawdzić, czy określone nieprawidłowości przetwarzania sensorycznego są związane z określonymi kanałopatiami.

1.2.2 Biopsja skóry.

Pomiar gęstości wewnątrznaskórkowych włókien nerwowych (IENFD) jest stosunkowo prostym testem, który można wykonać w stosunkowo nieszkodliwych 3-milimetrowych biopsjach skóry, rutynowym badaniu dermatologicznym. Jego przydatność w ocenie funkcji małych włókien w neuropatiach obwodowych jest oczywista. Neuropatie obwodowe o różnej etiologii są związane ze zmniejszoną gęstością unerwienia naskórka. Badacze mają duże doświadczenie w tej technice, która ma minimalną chorobowość i chcieliby ustalić w bolesnych kanałopatiach, czy anatomia włókien C unerwiających skórę jest prawidłowa. Pacjenci mogą zrezygnować z tego i nadal być włączeni do badania. Fibroblasty można hodować z 4 mm biopsji skóry (uzyskanej jak opisano powyżej). Stanowią one przydatne narzędzie w przyszłości jako źródło komórek, których fenotyp można modulować, na przykład w celu wytworzenia indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych, a następnie indukcji różnicowania grzebienia nerwowego w celu zrozumienia molekularnych podstaw zmienionego odczuwania bólu. Kolejnym podejściem jest izolowanie komórek macierzystych grzebienia nerwowego bezpośrednio z mieszków włosowych techniką zapoczątkowaną przez prof. Sieber-Bluma z Newcastle University. Następnie badacze zamierzają wygenerować neurony czuciowe z tych komórek i porównać zachowanie neuronów czuciowych osób kontrolnych z tymi, które zostały wygenerowane u pacjentów z dziedzicznymi zespołami bólowymi.

1.2.3 Badania elektrodiagnostyczne

Testy elektrodiagnostyczne: oceniają integralność dużych włókien nerwowych obwodowych. Badania przewodnictwa nerwowego (NCS) są szeroko stosowane w praktyce klinicznej do diagnozowania neuropatii obwodowych i są bezpiecznymi procedurami, w których sprawdza się integralność aksonu i jego osłonki mielinowej za pomocą zewnętrznych bodźców elektrycznych. Techniki śledzenia progów, próg elektryczny, przy którym nerw reaguje na stymulację elektryczną, zostaną również wykorzystane do badania nerwów obwodowych.

Jeśli NCS przeprowadzono w ramach rutynowej opieki medycznej nad pacjentem, wyniki te zostaną zapisane.

Mikroneurografia: Tradycyjne badania przewodnictwa nerwowego wykrywają aktywność tylko w największych włóknach nerwowych. Aby zarejestrować najmniejsze włókna nerwowe, badacze mogą wykonać mikroneurografię. Jest to minimalnie inwazyjna technika, w której rejestruje się aktywność pojedynczego włókna nerwowego z nerwów obwodowych i służy do bezpośredniego wykrywania funkcji włókien bólowych w nerwach obwodowych u ludzi. W tym teście obok włókien nerwowych umieszcza się cienką mikroelektrodę. Zapewnia to jedyny bezpośredni sposób bezpośredniego rejestrowania aktywności włókien C u ludzi. J Serra jest współbadaczem w tym badaniu i ma długą historię w stosowaniu mikroneurografii.

1.2.4 Wyzwania chemiczne do pomiaru odruchu aksonu i warunkowania czuciowego układu nerwowego

Jako kolejny sposób oceny fizjologicznej integralności obwodowych włókien C u pacjentów cierpiących na nietypowe zespoły bólowe lub zmniejszoną wrażliwość na ból, badacze będą wywoływać odruch aksonalny. Odruch ten polega na przezskórnym podawaniu środków, takich jak histamina, poprzez jonoforezę. Histamina będzie stymulować zakończenia nerwów obwodowych włókien C o małej średnicy. Ich stymulacja powoduje rozszerzenie naczyń krwionośnych, co jest widoczne w postaci rumieńców skórnych. Ocena zakresu odpowiedzi rozbłysku jest wykorzystywana jako wskazanie integralności populacji włókien C o małej średnicy. Jeśli podmiot ma jakiekolwiek alergie, zostanie wykluczony z tego testu.

Wyzwania warunkowania to interwencje, które uwrażliwiają obwodowy układ nocyceptywny w taki sposób, że układ nocyceptywny albo reaguje bardziej energicznie na szkodliwe bodźce (hiperalgezja), albo reaguje na bodźce nieszkodliwe (allodynia). Sposób, w jaki reaguje ten obwodowy system nocyceptorów, dostarcza ważnych informacji dotyczących fizjologicznego funkcjonowania obwodowego systemu nocyceptorów. Badacze zastosują ustalone wyzwania kondycjonujące do skóry badanych. Miejscowe stosowanie kapsaicyny i oleju musztardowego to dobrze sprawdzone, ustalone i bezpieczne wyzwania związane z kondycjonowaniem, które uwrażliwiają nocyceptory obwodowe. Grupa prof. Davida Bennetta ma duże doświadczenie w stosowaniu obu wyzwań kondycyjnych. W jedynym dotychczas badaniu oceniającym zmianę włókien obwodowych po prowokacji kondycjonującej w dziedzicznych zespołach bólowych, olejek gorczyczny powodował zwiększenie obszaru hiperalgezji u osób z rodzinnym zespołem bólu epizodycznego w porównaniu z osobami zdrowymi. Stosowanie tych bodźców może prowadzić do niewielkiego podrażnienia skóry i oznacza to, że nie będą one stosowane, jeśli w przeszłości występowała alergia/wrażliwość skóry. W praktyce po przeprowadzeniu takich testów setki razy nie stanowiło to problemu.

1.2.5 Obrazowanie ludzkiego mózgu w bólu

Pojawienie się technik obrazowania funkcjonalnego pozwoliło naukowcom zacząć zaglądać do ludzkiego mózgu, aby obserwować, jak wygląda ból w mózgu. Początkowo badania obrazowania bólu wykazały, że ból nie jest przetwarzany przez jeden obszar mózgu, ale zamiast tego angażuje kilka rozproszonych obszarów korowych. Grupa obszarów mózgu, które są najbardziej aktywne podczas bólu, jest powszechnie określana jako „macierz bólu”. Obejmuje to: pierwotną i wtórną korę somatosensoryczną (SI, SII), wyspową, przednią część zakrętu obręczy i korę przedczołową oraz wzgórze.

Jednak ból nie jest czysto zmysłowym zdarzeniem, ale odzwierciedla również to, jak dana osoba czuje się w związku z bólem. Czynniki, które różnią się znacznie w populacji, takie jak wspomnienia, emocje, patologia, genetyka i czynniki poznawcze, wpływają bezpośrednio na to, jak dana osoba odczuwa ból. Ponadto sposób, w jaki dana osoba reaguje na ból, jest w dużym stopniu modyfikowany przez to, co jest odpowiednie w danej sytuacji. Na przykład osoba odczuwająca ból może ukrywać, jak nieprzyjemne jest to uczucie, jeśli czuje się niekomfortowo w swoim otoczeniu. Z tego powodu macierz bólu zapewnia niepełny obraz tego, co dzieje się w mózgu podczas bólu. Badania obrazowania bólu zaczęły potwierdzać tę perspektywę. Na przykład Derbyshire i współpracownicy wykazali aktywację kluczowych regionów macierzy bólu, nawet gdy badani nie odczuwali bólu. W badaniu dotyczącym osób cierpiących na przewlekły ból wykazano, że aktywna była seria innych kluczowych obszarów mózgu, które znajdowały się poza matrycą bólu. Istotne jest, aby badania obrazowania mózgu zaktualizowały pojęcie „macierzy bólu”, aby uwzględnić te niespójności.

1.2.6 Współchorobowość psychiczna, jakość życia i ból

Podczas gdy w niektórych badaniach oceniano aspekty bólu w kontekście uszkodzenia nerwów (i bardzo rzadko w odniesieniu do dziedzicznych kanałopatii), nie wykraczają one poza prosty pomiar natężenia bólu lub cech czuciowych i istnieje tylko ograniczona literatura, która badała interakcji między bólem, stanem psychicznym i jakością życia. Ból neuropatyczny ogólnie wiąże się z wieloma problemami psychologicznymi, które wpływają na jakość życia. Należą do nich zaburzenia rytmu okołodobowego (np. trudności ze snem: umiarkowane do ciężkich u 60% pacjentów), brak energii (55%), senność (39%) i trudności z koncentracją (36%); podobne wyniki zostały szczegółowo udokumentowane w przypadku erytromelalgii. Złe postrzeganie zdrowia, słabe funkcjonowanie fizyczne, częste ograniczenie roli (fizycznej i emocjonalnej) oraz objawy depresyjne (na podstawie skali bólu katastroficznego oraz Skali Depresji CBŚ) stwierdzono u pacjentów z Erytromelalgia. Ogólnie rzecz biorąc, przekonania i lęki dotyczące bólu i jego skutków mają istotny wpływ na kształtowanie nastroju i zachowania. Ponieważ ból neuropatyczny jest stosunkowo powszechny w kontekście neuropatii obwodowej, pojawia się pytanie, w jakim stopniu ból jest przyczyną tych chorób współistniejących – odpowiedź na to pytanie nie jest znana, ale duże randomizowane kontrolowane badania interwencji przeciwbólowych w stanach bólu neuropatycznego wskazują że wraz ze zmniejszaniem się natężenia bólu zmniejsza się również nasilenie tych współistniejących chorób. Aby odpowiedzieć na to pytanie, badacze będą musieli najpierw zidentyfikować konkretne narzędzia do pomiaru współwystępowania bólu neuropatycznego w kontekście kanałopatii bolesnych. Jest to jeden z celów tej propozycji i ocenią różne istniejące narzędzia oceny. Inną kwestią jest to, że jest prawdopodobne, że współchorobowość psychiczna wpływa na samo zgłaszanie natężenia bólu, co jest zwykle główną miarą wyniku w badaniach klinicznych środków przeciwbólowych przeciw bólowi neuropatycznemu.

Badacze użyją baterii instrumentów psychologicznych, aby określić stan psychiczny i jakość życia osób z bolesnymi kanałopatiami.

1.2.7 Próbki krwi

Badacze pobiorą próbki krwi (30 ml) od każdej osoby, które będą przechowywane w temperaturze -80 stopni Celsjusza w zamkniętej zamrażarce. Zsekwencjonują znane geny związane z bolesnymi kanałopatiami: SCN9a i TRPA1. Badacze będą przechowywać DNA, aby możliwe było przetestowanie innych potencjalnych genów związanych z bólem.