Метаботропные рецепторы глутамата 3 типа при болезни Паркинсона

В последние годы многочисленные нейрофизиологические исследования охарактеризовали изменения произвольных движений и патофизиологические механизмы МП. Кинематические исследования показали, что помимо брадикинезии, что буквально означает замедление движений, произвольные движения при БП характеризуются сниженной амплитудой (гипокинезией), измененной ритмичностью (дисритмией) и прогрессирующим снижением амплитуды и скорости при выполнении повторяющихся движений (последовательность эффект). Недавние данные также свидетельствуют о том, что характеристики произвольных движений могут различаться на разных стадиях БП, например, было замечено, что на ранних стадиях заболевания, т. характеризуются сниженной амплитудой, скоростью и последовательностью воздействия, без существенных изменений ритма движения. На поздних стадиях БП движения характеризуются выраженным снижением амплитуды и скорости и изменением ритма движений, но не эффектом последовательности.

ТМС представляет собой нейрофизиологический метод, который позволяет неинвазивно изучать различные физиологические механизмы M1 у людей. Стимуляция, доставляемая единичными стимулами, позволяет, например, оценить нейрофизиологические параметры, такие как двигательные пороги, амплитуду моторных вызванных потенциалов (МВП) и так называемую вход-выходную кривую рекрутирования МВП, т. е. параметры, отражающие общую возбудимость корково-спинномозговая система. ТМС, доставляемая парами магнитных стимулов, позволяет оценить дополнительные параметры, такие как внутрикорковое торможение с короткими интервалами (SICI) и внутрикорковое облегчение (ICF), т.е. параметры, отражающие возбудимость тормозных и фасилитаторных корковых интернейронов. В последние годы были разработаны дополнительные протоколы с использованием повторяющейся стимуляции M1 для индукции длительных изменений амплитуды MEP, которые, как считается, отражают механизмы синаптической пластичности, подобные аналогичным явлениям, наблюдаемым у экспериментальных животных. В частности, техника ассоциативной стимуляции (ПАС) основана на чрескожной электрической стимуляции периферического нерва и сопутствующей стимуляции М1 с помощью ТМС через определенные интервалы между стимуляциями (25 мс или 10 мс), чтобы вызвать длительные изменения в фасилитаторном или тормозном смысле, в амплитуде МВП. В последние годы было проведено множество исследований ТМС у пациентов с БП. Среди основных наблюдаемых результатов - измененная возбудимость M1, особенно снижение SICI и снижение синаптической пластичности, проверенные с помощью метода PAS или других методов. Недавно мы также наблюдали, что некоторые изменения возбудимости и пластичности M1 коррелируют со специфическими кинематическими изменениями движения у пациентов с БП, что позволяет предположить, что нейрофизиологические изменения M1 вносят вклад в патофизиологию брадикинезии. В дополнение к центральной роли, которую играет дофаминергический дефицит в МП, последние данные свидетельствуют о возможном участии нейротрансмиттерной глутаматергической системы.

ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ И ЦЕЛИ

Гипотеза:

В предыдущих исследованиях наблюдалась взаимосвязь между сниженным корковым торможением и сниженной синаптической пластичностью M1 и общей тяжестью БП, оцененной с помощью стандартизированных клинических шкал и методов анализа кинематического движения. В настоящем исследовании мы свяжем полиморфизмы метаботропных рецепторов глутамата 3 типа (mGlu3) с тяжестью моторных и немоторных симптомов, пластичностью коры и другими нейрофизиологическими параметрами у пациентов с БП.

Предварительные данные:

Предыдущие наблюдения, полученные в нашей лаборатории, показали, что кинематическое исследование при БП является действенным методом для объективного документирования различных изменений произвольных движений, включая брадикинезию, гипокинезию, измененную ритмичность и эффект последовательности. Эти характеристики могут изменяться на разных стадиях БП. Например, замечено, что на ранних стадиях болезни повторяющиеся движения пальцев характеризуются снижением амплитуды и скорости, эффектом последовательности, без существенных изменений ритма движения. На поздних стадиях БП движения характеризуются выраженным снижением амплитуды и скорости и изменением ритма движений, но не эффектом последовательности. Кинематические исследования у пациентов с БП также позволили объективно количественно оценить влияние дофаминергической заместительной терапии на различные изменения, характеризующие БП. Объективные эффекты дофаминергической терапии на различные изменения произвольных движений, количественно определяемые кинематическими исследованиями, различны. В частности, неоднократно наблюдалось, что эффект секвенирования у пациентов с БП существенно не улучшается после введения дофаминергических препаратов. Предыдущие наблюдения, полученные в исследованиях ТМС, также продемонстрировали измененную возбудимость M1 у пациентов с БП, включая, например, снижение SICI и снижение синаптической пластичности, протестированные с помощью метода PAS или других методов. В некоторых случаях было замечено, что введение дофаминергических препаратов способно нормализовать изменения нейрофизиологических параметров М1 при БП, однако результаты вариабельны. Недавно мы заметили, что некоторые изменения возбудимости и пластичности М1 коррелируют со специфическими кинематическими изменениями движения у пациентов с БП, что позволяет предположить, что нейрофизиологические изменения М1 вносят вклад в патофизиологию брадикинезии.

Цели:

В настоящем моноцентрическом обсервационном исследовании исследователи предлагают:

А) Провести точную характеристику изменений произвольных движений у пациентов с БП с помощью стандартизированных клинических шкал и компьютеризированной системы для объективного анализа произвольных движений и детального изучения возможных нейрофизиологических изменений М1 у пациентов. с ПД, с использованием методов ТМС.

B) Оцените полиморфизмы метаботропных рецепторов глутамата 3 типа (mGlu3) у пациентов с БП.

C) Исследовать возможные корреляции между полиморфизмом метаботропных рецепторов глутамата 3 типа (mGlu3), шкалами клинической оценки, изменениями кинематических параметров движения и нейрофизиологическими параметрами M1.

МЕТОДОЛОГИЯ И ПЛАНИРОВКА ЭКСПЕРИМЕНТА В исследование включено 20 пациентов с БП, диагностированных в соответствии с текущими клиническими критериями, и 20 здоровых субъектов контроля. Пациенты с двигательными флюктуациями и дискинезией будут исключены. Набор пациентов и контрольных субъектов будет осуществляться в Институте IRCCS NEUROMED, ​​Поццелли (ИС). У всех пациентов с БП будут взяты образцы крови для оценки полиморфизма рецепторов метаботропного глутамата типа 3 (mGlu3). Все участники исследования дадут информированное согласие на экспериментальные процедуры, которые будут одобрены местным комитетом по этике и будут проводиться в соответствии с Хельсинкской декларацией.

Стандартизированные клинические шкалы и компьютеризированная система для объективного анализа произвольных движений будут использоваться для характеристики изменений произвольных движений у пациентов с БП. С помощью этой системы будут исследоваться движения верхней конечности в соответствии с инструкциями, продиктованными шкалой, наиболее широко используемой сегодня в клинической среде, а именно новой версией UPDRS, продвигаемой Обществом двигательных расстройств. Повторяющиеся движения пальцев исследуют, предлагая пациенту постучать указательным пальцем по большому пальцу. Для каждого теста движения должны выполняться в течение 15 секунд подряд. Для каждого движения будет сделано три записи. Участникам будет предложено сделать движения максимально быстрыми и широкими. Движения будут анализироваться на наиболее пораженной стороне. Компьютеризированная система анализа позволит объективно экстраполировать параметры, связанные со скоростью, амплитудой, ритмом движения и последовательностью эффектов.

Изучение нейрофизиологических изменений М1 будет проводиться с помощью методики ТМС. При выбросе одиночных магнитных стимулов будет проводиться измерение параметров, отражающих возбудимость корково-спинномозгового пути, т. е. измерение моторных порогов и кривой рекрутирования вход-выход. При подаче магнитных стимулов парами, в соответствии с парадигмой условного теста, через межстимульные интервалы, фиксированные в 2-4-10 и 15 мс, будут измеряться параметры, отражающие возбудимость интракортикальных цепей тормозного (SICI) и фасилитаторного (ICF) типов. . Наконец, метод PAS будет использоваться для изучения механизмов синаптической пластичности M1. PAS использует стимуляцию суставных периферических нервов (чрескожная электрическая стимуляция) и М1 (ТМС) с фиксированным интервалом между стимуляциями в 25 мс. Во время техники PAS по всему миру подается 225 стимулов с частотой 0,4 Гц и общей продолжительностью стимуляции 15 минут.

Пациенты с БП будут изучаться в рамках одного экспериментального сеанса, по крайней мере, через двенадцать часов после прекращения приема дофаминергических препаратов (сеанс OFF). Здоровые субъекты контроля будут оцениваться в рамках одного экспериментального сеанса.

ЗНАЧЕНИЕ И ИННОВАЦИЯ Основным инновационным аспектом исследования является комплексный подход, предполагающий использование как методов кинематического анализа движения, так и методов неинвазивной стимуляции мозга. Таким образом, настоящая работа может позволить углубить текущие знания и добиться прогресса в понимании патофизиологических механизмов, лежащих в основе измененного двигательного контроля у пациентов с БП.

ОБОРУДОВАНИЕ И РЕСУРСЫ Исследование будет проводиться в институте IRCCS NEUROMED, ​​Pozzilli (IS). В институте есть материал для проведения исследования и, в частности: оптоэлектронная система инфракрасных камер (частота дискретизации, 120 Гц) (система движения SMART, BTS Engineering, Милан, Италия) для кинематической оценки; специальное программное обеспечение для анализа кинематических данных (SMART Analyzer, BTS Engineering, Милан, Италия); два магнитных стимулятора Magstim (Magstim Company, Withland, Великобритания) для однократной и двукратной магнитной стимуляции и один электрический тренажер DS7 Digitimer (Digitimer, Великобритания) для PAS-стимуляции; один усилитель D 360 Digitimer (Digitimer, Великобритания) и один AD 1401 плюс аналого-цифровой преобразователь (Cambridge Electronic Design, Великобритания) для записи электромиографического сигнала; одно специальное программное обеспечение (Signal®, версия 4.00, Cambridge Electronic Design, Великобритания) для автономного анализа электромиографического сигнала.

ТРАНСЛЯЦИОННАЯ АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ Результаты исследования могут быть полезны для лучшего понимания патофизиологических механизмов и, в частности, участия M1 в основе изменений произвольных движений при МП. Результаты исследования также могут быть полезны при разработке возможных методов лечения, основанных на использовании селективных по подтипу агонистов и положительных аллостерических модуляторов метаботропных рецепторов глутамата 3 типа (mGlu3).