Влияние безглютеновой диеты на проницаемость гематоэнцефалического барьера у больных КИС

Задний план:

Считается, что нарушение гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) играет решающую роль в патогенезе рассеянного склероза (РС). Крамер и др. (2014) обнаружили повышенную проницаемость ГЭБ у пациентов с РС по сравнению со здоровым контролем (HC), причем значения были выше в случаях с недавними рецидивами (1). Кроме того, проницаемость ГЭБ может способствовать прогнозированию конверсии неврита зрительного нерва (ОН) в МС (2). В том же исследовании были обнаружены значительные корреляции между проницаемостью ГЭБ, количеством лейкоцитов и уровнями хемокина CXCL10 в спинномозговой жидкости (ЦСЖ). Считается, что хемокины способствуют патогенезу рассеянного склероза, привлекая популяции лейкоцитов в ЦНС.

Соренсен и др. (1999) обнаружили повышенные уровни цитокинов CXCL9, CXCL10 и CCL5 вместе с их рецепторами CXCR3 и CCR5 на лейкоцитах в спинномозговой жидкости больных РС во время приступов (3). CXCR3 экспрессируется в энтероцитах человека, эндотелиальных клетках ГЭБ и различных иммунных клетках. Повышенная экспрессия CXCR3 также была измерена на Т-клетках у пациентов с РС по сравнению с HC и у пациентов во время рецидивов по сравнению с ремиссией (4). Было показано, что воздействие глиадина на линии кишечных эпителиальных клеток активирует хемокиновый рецептор CXCR3 и, таким образом, приводит к высвобождению зонулина (5). Эксперименты ex vivo показали, что зонулин, который был идентифицирован как прегаптоглобин 2, приводит к зависимому от времени и дозы обратимому снижению трансэпителиального электрического сопротивления (TEER) слизистой оболочки тонкого кишечника мышей (6). Предполагается, что влияние зонулина на проницаемость кишечника связано с нарушением целостности плотных соединений.

Пилотное исследование (7) показало более высокую долю лиц с повышенной кишечной проницаемостью среди пациентов с РС по сравнению с HC того же пола. Рандомизированное клиническое исследование показало положительное влияние безглютеновой диеты (БГД) на ежегодную частоту рецидивов, активность поражений и расширенную шкалу статуса инвалидности (EDSS) у пациентов с рецидивирующе-ремиттирующим РС (RRMS) по сравнению с обычной диетой (8). ). Кроме того, обнаружение значительно более высоких титров IgA против глиадина, глютена и казеина у пациентов с РС по сравнению с HC может указывать на роль пищевых факторов в РС (8).

Установлена ​​роль глютена в патогенезе целиакии (ЦБ). При CD потребление глютена с пищей приводит к выработке аутоантител против фермента трансглютаминазы 2 (TG2). Вскрытие белого вещества показало иммунореактивность TG2 в астроцитах из очагов активированного рассеянного склероза (9). Кроме того, лечение ингибиторами TG2 приводило к ослаблению демиелинизации и клиническим нарушениям у крыс с хронически-рецидивирующим экспериментальным аутоиммунным энцефаломиелитом (ЭАЭ) (10). Было также задокументировано, что БГД защищает от диабета 1 типа (СД1) у мышей (11) и продлевает бессимптомный период после постановки диагноза СД1 у людей (12).

Наконец, было задокументировано, что фрагменты глиадина стимулируют продукцию TNF-α и IL-8 непосредственно в моноцитах человека (13). Также было показано, что TNF-α оказывает регулирующее действие на зонулин и увеличивает проницаемость слоев эндотелиальных и эпителиальных клеток (14), что может быть косвенным механизмом, посредством которого глютен может вызывать изменения в кишечнике и, возможно, также проницаемость ГЭБ. Таким образом, высокое потребление глютена может не только увеличить приток антигенов, но и активировать пути врожденной иммунной системы. Теоретически это может способствовать установлению воспалительной среды и тем самым способствовать активации аутореактивных Т-клеток. Можно предположить, что роль глютена в аутоиммунитете не ограничивается тем, что сам глютен распознается как антиген людьми с определенными генотипами HLA, но глютен может также увеличивать риск потери толерантности к другим антигенам.

Цель:

Исследование направлено на изучение того, может ли безглютеновая диета способствовать снижению проницаемости ГЭБ у пациентов с ОН, другими клинически изолированными синдромами (КИС) и РС. Кроме того, исследование направлено на выявление возможных эффектов безглютеновой диеты на маркеры системного воспаления, а также воспаления ЦНС. Наконец, измеряют проницаемость кишечника, чтобы выяснить, существуют ли какие-либо корреляции между проницаемостью кишечника и ГЭБ, а также воспалительным состоянием в кишечнике и ЦНС. Оценка влияния потребления глютена на прогрессирование заболевания может способствовать выявлению важнейших механизмов, лежащих в основе патогенеза КИС и РС, направлению будущих исследований и разработке новых, оптимизированных протоколов лечения.

Гипотеза:

Глютен может повышать проницаемость кишечника и тем самым усиливать приток антигена, возможно, за счет активации CXCR3 на энтероцитах. Повышенная проницаемость кишечника, воспаление кишечника и абсорбция более крупных молекул глиадина могут быть связаны с повышенной проницаемостью ГЭБ. Активация эндотелиальных клеток ГЭБ может привести к потере целостности плотных соединений, а также к увеличению экспрессии интегрина и, таким образом, усилению экстравазации иммунных клеток в ЦНС.

Ожидаемая ценность исследования:

Исследование может способствовать лучшему пониманию патологий ОН и РС и послужить основой для разработки новых протоколов лечения. Проведение основанных на фактических данных исследований возможного влияния потребления глютена на прогрессирование аутоиммунных заболеваний уменьшит количество дезинформации, а также прольет свет на практические проблемы, связанные с внедрением диетических вмешательств в лечебных целях. Исследование одобрено Комитетом по научной этике.

Методы:

Исследование представляет собой клинически контролируемое открытое интервенционное исследование, включающее 40 пациентов с недавно диагностированным CIS или MS. Пациенты будут разделены на группу вмешательства и контрольную группу, по 20 человек в каждой. Группа вмешательства будет воздерживаться от глютена в течение шести месяцев, в то время как пациенты контрольной группы сохранят свои обычные пищевые привычки. До и после периода вмешательства будут проводиться различные измерения. К ним относятся:

• Антропометрические измерения: проводились для мониторинга возможного влияния безглютеновой диеты на состав тела участников.
• Опросы о питании и образе жизни: используются для мониторинга диетических привычек участников, статуса курения, физических упражнений, физической активности, режима сна и качества жизни.
• Клинические показатели: рецидивы, расширенная шкала статуса инвалидности (EDSS), диагностика рассеянного склероза, лечение, модифицирующее заболевание, количество поражений T2 и нагрузка поражения. Статус лечения и недавние рецидивы будут использоваться как ковариаты в логистическом регрессионном анализе.
• МРТ с динамическим контрастным усилением: используется для измерения проницаемости ГЭБ в нескольких подтипах тканей (нормальное внешнее белое и серое вещество и очаги рассеянного склероза) в виде сегментов на изображениях высокого разрешения T2 FLAIR и 3D T1-взвешенных изображениях. Отслеживается количество новых или усиливающихся поражений.
• Тест на кишечную проницаемость: проводится для измерения кишечной проницаемости и всасывающей способности.
• Люмбальная пункция: используется для определения активности заболевания в ЦНС. Анализы включают прегаптоглобин 2, олигоклональные полосы, TNF-α, IL-1β, IL-8, INF-γ, CXCL9, CXCL10, CCL5, количество иммунных клеток, экспрессию CXCR3 на иммунных клетках.
• Образцы крови: используются для определения степени воспаления вне ЦНС и диагностики целиакии. Анализы включают S100β, прегаптоглобин 2, антиглиадиновые антитела, CRP, TNF-α, IL-1β, INF-γ, количество иммунных клеток, экспрессию CXCR3 на иммунных клетках, эндотоксин, кишечный белок, связывающий жирные кислоты, 25-( ОН)-холекальциферол.
• Образцы кала: используются для измерения профиля микробиоты кишечника и жирных кислот с короткой цепью.

ГЭБ и кишечная проницаемость будут измеряться не только с помощью МРТ и теста на кишечную проницаемость соответственно, но и с использованием биомаркера зонулина. Следует отметить, что наши измерения зонулина в спинномозговой жидкости (для проницаемости ГЭБ) и сыворотке (для проницаемости кишечника) будут проводиться в сотрудничестве с доцентом доктором Яном Галеа, который разработал уникальный аналитический метод, основанный на вестерн-блоттинге с использованием некоммерческое запатентованное антитело, производимое компанией Biorad для этой цели. Любой другой анализ, используемый в научном сообществе, измеряет как гаптоглобин, так и зонулин, тогда как наш анализ измеряет только зонулин и поэтому характеризуется повышенной точностью.

Ожидаемые результаты:

Ожидается, что безглютеновая диета облегчит симптомы КИС, улучшит качество жизни и снизит риск прогрессирования КИС в РС. Ожидается, что механически это будет проявляться через нормализацию ГЭБ и кишечной проницаемости, снижение активности поражений и ослабление активности ранее сверхактивной иммунной системы. Если наша гипотеза подтвердится, пациенты с РС и КИС должны быть проинформированы о результатах исследования, и возможность проведения безглютеновой диеты потенциально может стать частью стандартизированного лечения пациентов в больницах.

Публикация результатов:

Результаты будут опубликованы независимо от результатов исследования. Будут опубликованы положительные, отрицательные, а также неубедительные результаты. Ожидается, что результаты будут опубликованы в рецензируемых международных журналах.