Metabolomika: nowe narzędzie do badania patogenezy zwyrodnienia plamki żółtej związanego z wiekiem (AMDMetab)

Zwyrodnienie plamki żółtej związane z wiekiem (AMD) jest główną przyczyną ślepoty dorosłych w krajach rozwiniętych i trzecią przyczyną ślepoty na świecie. Jest to choroba powodująca starzenie się oczu, która ma ogromny wpływ na codzienną jakość życia. Klinicznie AMD jest chorobą postępującą, która ewoluuje od wczesnych do późnych stadiów – zaniku geograficznego (GA) lub neowaskularyzacji naczyniówkowej (CNV). GA nie ma obecnie leczenia, a CNV wymaga kilku kosztownych wstrzyknięć doszklistkowych. Pacjenci w późnych stadiach AMD stanowią ogromne obciążenie ekonomiczne dla społeczeństwa, z ogromnymi kosztami medycznymi i pozamedycznymi.

Przewidywanie progresji ma zatem ogromne znaczenie. Ustalono, że progresja AMD ma charakter wieloczynnikowy, łącząc fenotypowe i kilka środowiskowych i genetycznych czynników ryzyka. Podjęto próby uwzględnienia różnych czynników ryzyka w teoretycznych modelach prognostycznych, jednak nie są one praktyczne w warunkach klinicznych i nie wyjaśniają interakcji biologicznych. Tak więc w obecnej praktyce klinicznej przewidywanie ryzyka jest nadal oceniane na podstawie fenotypu, bez uwzględniania wieloczynnikowej natury AMD.

Nowym podejściem, które może pozwolić na integrację wszystkich oddziałujących na AMD czynników jest metabolomika, jednoczesny wieloparametryczny pomiar zmian metabolicznych w organizmach żywych jako odpowiedzi na zaburzenia (choroba, dieta, środowisko, inne). Wartość metabolomiki w badaniach medycznych stała się oczywista dzięki kilku badaniom dotyczącym raka, chorób układu krążenia i choroby Alzheimera (AD), przy czym ta ostatnia ma wspólne ścieżki z AMD, a także dzięki zwiększeniu inwestycji w tej dziedzinie. Metabolom odzwierciedla zachodzące procesy biochemiczne, tworząc w ten sposób odcisk palca stanu zdrowia organizmu w danym czasie, który można zmierzyć za pomocą spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR) i/lub spektrometrii masowej (MS). Poprzednie prace zespołu badawczego pokazały, że metabolomika może być również potężnym narzędziem do badania AMD, umożliwiając identyfikację specyficznych profili metabolomicznych w osoczu w AMD, które różnią się w zależności od stopnia zaawansowania i są głównie metabolitami lipidów związanymi ze szlakami glicerofosfolipidowymi i sfingolipidowymi. a także puryny Obecne badanie dokładniej wyjaśni rolę metabolomiki w zrozumieniu AMD, a także zidentyfikuje potencjalne biologicznie odporne biomarkery, które mogą rozwiązać problem przewidywania progresji. Badacze wysuwają hipotezę, że profil metaboliczny w osoczu iw moczu pacjentów, u których doszło do progresji w okresie pięciu lat (osoby z postępem), różni się od osób, które pozostają w tym samym stopniu zaawansowania AMD (osoby bez progresji). Opierając się na naszych wstępnych danych, badacze wysuwają hipotezę, że panel metabolitów rozróżni te dwie grupy (osoby postępujące i osoby nieprogresywne) i że będzie to głównie składało się z lipidów i aminokwasów.

Aby osiągnąć te cele, zostaną zrekrutowani pacjenci, którzy uczestniczyli w poprzednim prospektywnym badaniu naszej grupy dotyczącym metabolomiki AMD. Kwalifikującymi się uczestnikami będą wszyscy uczestnicy badania IN654 (między styczniem 2015 r. a lipcem 2016 r.). Zostaną one przywołane, a progresja zostanie oceniona fenotypowo, definiując w ten sposób grupy osób z postępem AMD i osób bez postępu.

Metabolomiczne sygnatury progresji i choroby AMD utorują drogę do przyszłej definicji biomarkerów metabolicznych progresji, które mogą stanowić szybką, niezawodną i potencjalnie przystępną cenowo metodologię przewidywania progresji. Ogólnie rzecz biorąc, podejście to powinno dać możliwość zidentyfikowania nowych, wartościowych dodatkowych narzędzi do rutynowej oceny klinicznej. Umożliwi to interwencje medyczne oparte na strategiach zapobiegawczych w celu ograniczenia progresji do stadiów ślepoty, co ostatecznie zmniejszy również koszty społeczne AMD.

Wstępne dane Zespół badawczy był pionierem w zastosowaniu metabolomiki do badania AMD na wszystkich etapach, aw 2015 roku zespół AIBILI zrekrutował i zebrał podstawowe dane dotyczące łącznie 295 osób (242 pacjentów z AMD i 53 z grupy kontrolnej). Ta kohorta badawcza będzie pochodzić z tej badanej populacji.

Badacze obszernie opublikowali hipotezę, że profile metabolomiczne różnią się w różnych stadiach AMD. W najnowszym artykule, który obejmuje całą badaną populację, wykorzystano metaanalizy w celu połączenia danych z różnych kohort. Ta praca dostarcza dodatkowych dowodów na to, że pacjenci z AMD mają zmieniony profil metabolomiczny w osoczu w porównaniu z grupą kontrolną oraz że profile te różnią się w zależności od ciężkości choroby. Wyniki ujawniły, że 28 metabolitów różniło się istotnie między pacjentami z AMD a grupą kontrolną (współczynnik fałszywych odkryć (FDR) wartość q: 4,1 x 10-2 - 1,8 x 10-5), a 67 metabolitów różniło się w zależności od stadium choroby (wartość q FDR: 4,5 x 10 -2 - 1,7 x 10-4). Analiza szlaku wykazała znaczące wzbogacenie metabolizmu glicerofosfolipidów, puryny, tauryny i hipotauryny oraz azotu (wartość p < 0,04).

Aby ocenić wydajność modeli uwzględniających informacje o metabolitach, przeprowadzono oceny krzywej operacyjnej (ROC). Oba modele uwzględniające zmiany metabolitów w różnych stadiach choroby (AUC = 0,815; 95% CI: 0,771-0,860) oraz model porównujący pacjentów z AMD w porównaniu z grupą kontrolną (AUC = 0,789; 95% CI: 0,738-0,840) przewyższał (odpowiednio wartość p = 3,74 x 10-6 i wartość p = 2,07 x 10-4) bardziej klasyczny model uwzględniający same zmienne demograficzne (AUC = 0,725; 95% CI: 0,671-0,779) Jest to dowód na to, że metabolomika może być użytecznym narzędziem do badania podłużnego progresji AMD.

Ogólny projekt badania Pięć lat po pierwszym badaniu metabolomicznym AMD wszyscy uczestnicy zostaną zaproszeni do udziału w tym badaniu.

Wszyscy uczestnicy zostaną zaproszeni do AIBILI w celu wykonania procedur badawczych, które obejmują kolorowe zdjęcia dna oka (CFP), SD-OCT i Swept Source OCT (SS-OCT). Dodatkowo zostaną poproszeni o wypełnienie zatwierdzonego kwestionariusza dotyczącego częstotliwości spożywania posiłków (FFQ)19 oraz kwestionariusza dotyczącego ich regularnej aktywności fizycznej. Rejestrowane będą choroby ogólnoustrojowe i aktualnie przyjmowane leki. Pobrane zostaną próbki krwi i moczu do profilowania metabolicznego. Testy funkcjonalne z mikroperymetrią i adaptacją do ciemności będą oferowane jako dodatkowa opcjonalna procedura badania.

Następnie uzyskany CFP zostanie oceniony. Zgodnie z procedurami klasyfikacji badań IN654, wszystkie CFP zostaną znormalizowane przy użyciu oprogramowania opracowanego przez naszą grupę. Dwóch niezależnych oceniających, zamaskowanych innymi danymi, oceni stopień zaawansowania AMD we wszystkich oczach, zgodnie z klasyfikacją AREDS.21 Każde oko pacjentów będzie oceniane oddzielnie, a jeśli jest inne, najbardziej zaawansowane oko będzie brane pod uwagę przy klasyfikacji dla tego pacjenta. Porównana zostanie wcześniej przeprowadzona klasyfikacja badania IN654. Osoby z progresją będą definiowane jako pacjenci, którzy: (i) zostali pierwotnie sklasyfikowani jako wczesna postać AMD, a po pięciu latach mają pośrednie lub późne AMD; (ii) została pierwotnie sklasyfikowana jako średniozaawansowana postać AMD i wystąpiła u niej o pięć lat później. Osoby bez postępu zostaną zdefiniowane jako te, które pozostają w tym samym stadium AMD podczas pięcioletniej wizyty.