Метаболомика: новый инструмент для изучения патогенеза возрастной дегенерации желтого пятна (AMDMetab)

Возрастная макулярная дегенерация (ВМД) является ведущей причиной слепоты среди взрослых в развитых странах и третьей причиной глобальной слепоты. Это заболевание, вызывающее старение глаз, оказывает огромное влияние на качество повседневной жизни. Клинически ВМД представляет собой прогрессирующее заболевание, которое развивается от ранней к поздней стадии — географической атрофии (ГА) или хориоидальной неоваскуляризации (ХНВ). GA в настоящее время не лечится, а CNV требует нескольких дорогостоящих интравитреальных инъекций. Пациенты с поздними стадиями ВМД представляют собой огромное экономическое бремя для общества с огромными медицинскими и немедицинскими затратами.

Поэтому прогнозирование прогрессирования имеет первостепенное значение. Установлено, что прогрессирование ВМД имеет многофакторный характер, сочетая фенотипические и несколько средовых и генетических факторов риска. Были предприняты попытки включить различные факторы риска в теоретические модели прогнозирования, однако они непрактичны в клинических условиях и не могут объяснить биологические взаимодействия. Таким образом, в современной клинической практике прогнозирование риска по-прежнему оценивается на основе фенотипа, без учета многофакторной природы ВМД.

Новым подходом, который может позволить интегрировать все взаимодействующие факторы ВМД, является метаболомика, одновременное многопараметрическое измерение метаболических изменений в живых организмах в ответ на возмущение (болезнь, диета, окружающая среда и др.). Ценность метаболомики в медицинских исследованиях стала очевидной благодаря нескольким исследованиям рака, сердечно-сосудистых заболеваний и болезни Альцгеймера (БА), последние имеют общие пути с ВМД, а также благодаря увеличению инвестиций в эту область. Метаболом отражает происходящие биохимические процессы, тем самым формируя отпечаток состояния здоровья организма в данный момент времени, который можно измерить с помощью спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и/или масс-спектрометрии (МС). Предыдущая работа исследовательской группы показала, что метаболомика также может быть мощным инструментом для изучения ВМД, позволяя идентифицировать специфические метаболические профили плазмы при ВМД, которые варьируются в зависимости от стадии тяжести и представляют собой в первую очередь метаболиты липидов, связанные с глицерофосфолипидными и сфинголипидными путями, как а также пурины. Настоящее исследование дополнительно прояснит роль метаболомики в понимании ВМД, а также определит потенциальные биологически устойчивые биомаркеры, которые могут решить проблему прогнозирования прогрессирования. Исследователи предполагают, что метаболический профиль плазмы и мочи у субъектов, прогрессирующих в течение пятилетнего периода (прогрессирующие), отличается от тех, кто остается на той же стадии тяжести ВМД (непрогрессирующие). Основываясь на наших предварительных данных, исследователи предполагают, что панель метаболитов будет различать эти две группы (прогрессоры и непрогрессоры), и что она будет в основном состоять из липидов и аминокислот.

Для достижения этих целей будут набраны субъекты, которые участвовали в предыдущем проспективном исследовании нашей группы по метаболомике AMD. Приемлемыми субъектами будут все, кто участвовал в исследовании IN654 (с января 2015 г. по июль 2016 г.). Они будут отозваны, и прогрессирование будет оценено фенотипически, таким образом, определяя группы AMD-прогрессирующих и непрогрессирующих.

Метаболические признаки прогрессирования и заболевания ВМД проложат путь для будущего определения метаболических биомаркеров прогрессирования, которые могут представлять собой быструю, надежную и потенциально доступную методологию прогнозирования прогрессирования. В целом, этот подход должен дать возможность определить новые ценные дополнительные инструменты для рутинной клинической оценки. Это позволит медицинским вмешательствам, основанным на профилактических стратегиях, снизить прогрессирование до стадии слепоты, что, в конечном итоге, также снизит социальные издержки ВМД.

Предварительные данные Исследовательская группа впервые применила метаболомику для изучения ВМД на всех стадиях, и в 2015 году группа AIBILI набрала и собрала исходные данные о 295 субъектах (242 пациента с ВМД и 53 контрольных). Эта исследовательская когорта будет получена из этой исследуемой популяции.

Исследователи широко публиковали гипотезу о том, что метаболические профили различаются на разных стадиях ВМД. Был использован последний документ, который включает в себя всю исследуемую популяцию, метаанализ для объединения данных из разных когорт. В этой статье представлены дополнительные доказательства того, что у пациентов с ВМД наблюдается измененный профиль метаболизма плазмы по сравнению с контрольной группой, и что эти профили зависят от тяжести заболевания. Результаты показали, что 28 метаболитов значительно различались у пациентов с ВМД по сравнению с контрольной группой (значение q частоты ложных открытий (FDR): 4,1 x 10-2 - 1,8 x 10-5) и 67 метаболитов в зависимости от стадии заболевания (значение FDR q: 4,5 x 10). -2 - 1,7 х 10-4). Анализ путей показал значительное обогащение глицерофосфолипидами, пуринами, таурином и гипотаурином, а также метаболизм азота (значение p <0,04).

Для оценки эффективности моделей с учетом информации о метаболитах были проведены оценки получения рабочей кривой (ROC). Обе модели учитывают изменения метаболитов на разных стадиях заболевания (AUC = 0,815; 95% ДИ: 0,771–0,860). и модель, сравнивающая пациентов с ВМД по сравнению с контролем (AUC = 0,789; 95% ДИ: 0,738–0,840). превзошла (значение p = 3,74 x 10-6 и значение p = 2,07 x 10-4 соответственно) более классическую модель, учитывающую только демографические ковариаты (AUC = 0,725; 95% ДИ: 0,671–0,779). Это свидетельствует о том, что метаболомика может быть полезным инструментом для лонгитюдного изучения прогрессирования ВМД.

Общий план исследования Через пять лет после первого метаболомного исследования ВМД все участники будут приглашены для участия в этом исследовании.

Всем участникам будет предложено приехать в AIBILI для выполнения процедур исследования, которые включают цветные фотографии глазного дна (CFP), SD-OCT и ОКТ с качающимся источником (SS-OCT). Кроме того, им также будет предложено ответить на утвержденный вопросник частоты приема пищи (FFQ)19 и на вопросник об их регулярной физической активности. Будут зарегистрированы системные сопутствующие заболевания и текущее лечение. Образцы крови и мочи будут собраны для метаболомного профиля. Функциональное тестирование с микропериметрией и темновой адаптацией будет предложено в качестве дополнительной факультативной процедуры исследования.

После этого полученный CFP будет оцениваться. В соответствии с процедурами классификации исследования IN654, все CFP будут стандартизированы с использованием программного обеспечения, разработанного нашей группой. Два независимых оценщика, замаскированные под любые другие данные, будут оценивать стадию ВМД для всех глаз в соответствии с классификацией AREDS.21 Каждый глаз пациентов будет оцениваться отдельно, и, если они различаются, наиболее развитый глаз будет рассматриваться как классификация для этого субъекта. Будет проведено сравнение ранее выполненной классификации исследования IN654. Прогрессоры будут определяться как пациенты, которые: (i) изначально были классифицированы как ранняя форма ВМД, а через пять лет имеют промежуточную или позднюю форму ВМД; (ii) изначально были классифицированы как промежуточные AMD и имеют AMD с опозданием на пять лет. Непрогрессирующие будут определяться как те, кто остается на той же стадии ВМД при пятилетнем посещении.