Биосигналуры заболеваний в спектре ALS/FTD: новые эффектные биологические перспективы за пределами клинических подходов (SPECTRALS)

Амиотрофический боковой склероз (ALS) и лобно -височная деменция (FTD) считаются двумя проявлениями одного и того же заболевания континуума, разделяя общие клинические, генетические и патологические особенности. Оба заболевания могут даже совпадать у одного и того же пациента, однако, основные механизмы, вызывающие ALS, FTD или их смешанный фенотип, не до конца понятны. К сожалению, надежные биомаркеры для клинического диагноза ALS/FTD все еще отсутствуют. Целью этого проекта является использование передового, междисциплинарного подхода для исследования не только традиционных образцов спинномозговой жидкости (CSF), но и других легко доступных тканей, таких как кожа, обонятельная слизистая оболочка (ОМ), сыворотку и разрывы. Этот проект намеревается раскрыть новые биомаркеры, способные распознавать клинические фенотипы ALS/FTD, укрепить клинический диагноз специфических фенотипов (например, Bulbar vs Spinal BASS ALS), прогнозируют пациентов с риском развития фенотипа смешанного заболевания (ALS+FTD или наоборот), оценивать эффективность терапевтического лечения и способного представить специфические биологические механизмы, участвующие в начале и прогрессировании каждого заболевания. Дополнительная стоимость проекта заключается в том, что он будет изучать ALS/FTD с периферической точки зрения с использованием тканей, которые еще предстоит тщательно изучить в этой области исследований. Эти ткани будут либо подвергнуты прямому анализу для обнаружения биомаркеров, либо обрабатывались для выполнения клеточных и структурных исследований, полезных для углубления нашего понимания нейродегенеративного процесса ALS/FTD и раскрытия новых лекарственных молекул или механизмов. Для достижения наших целей, первый год проекта будет посвящен регистрации пациентов, проведя также ретроспективное исследование с использованием уже доступного CSF, сыворотки, слез и образцов ОМ, собранных из широко охарактеризованной когорты пациентов с БАЛС, SALS, FTD, а также субъектов с другими немиродерогенеративными неврологическими состояниями (NNC). Эти образцы будут подвергнуты следующим анализу (1) NGS, (2) SIMOA (для количественной оценки NFL, TAU, Phospho-Tau и бета-амилоидных белков), (3) микрофлюидных (для определения miRNA и длинных некодирующих профилей РНК), (4) биоплкс (для оценки индоятной иммунитетной патуки); (5) Анализ амплификации семян (для обнаружения периферического патологического TDP-43) и (6) Miseq Illumina (для анализа состава микробиоты). Для анализа микрофлюидных и биоплексов ретроспективное исследование будет служить для обнаружения биомаркеров. Принимая во внимание, что для SIMOA SAA и MISEQ анализируются, что это исследование позволит сбору ключевых предварительных данных и точную настройку аналитических процедур. Заявители уже получили многообещающие данные, показывающие, что профиль miRNA в сыворотке и содержании TDP-43 в OM (SAA) может различать BALS и SAL. Эти данные свидетельствуют о том, что молекулярное и биологическое профилирование является осуществимым и может ощутимо повлиять на диагноз ALS/FTD. Второй год исследования будет посвящено подвергнуте недавно собранным образцам тем же анализам, что и ранее описанные, либо для проверки биомаркера, либо для сбора всех необходимых и важных данных, чтобы определить, действительно ли некоторые периферические изменения действительно различаются между патологиями. Все данные будут обработаны группой Центра Data Science (экспертные биоинформатики, статистики, математики и нейробиологи), чтобы оценить, позволяют ли наши результаты идентифицировать биосигналу заболевания в спектре ALS/FTD.

The research group is composed of four operative units (OUs): Fondazione IRCCS Istituto Neurologico Carlo Besta (UO1), Università degli Studi di Napoli "Federico II" (UO2), Consorzio Interuniversitario Risonanze Magnetiche Metallo Proteine ​​(UO3) and Azienda Ospedaliero Universitaria di Sassari (UO4). Было решено включить группу из Сардинии (UO4), потому что это один из итальянских регионов с самой высокой частотой ALS и будет способствовать зачислению пациентов с более гетерогенными клиническими представлениями. OU1 и UO4 будут отвечать за выбор ретроспективных биологических образцов и рекрутирования пациентов с AL/FTD и NNC в первый год исследования. CSF, кровь, разрывы, кожа и ОМ были собранными или будут собираться с использованием стандартизированных и общих процедур с помощью OU1 и UO4 из общей суммы SAL (n = 105), BALS (n = 32), FTD (n = 66) и NNC (n = 27) пациентов. Пациенты с UO1), FTD (n = 30) и NNC (n = 45), подмножество образцов, собранных из SALS (n = 45), BALS (n = 12), FTD (n = 30) и NNC (n = 12). Все набранные субъекты будут проходить обширные клинические и нейропсихологические оценки и будут подвергнуты тесту Burghart Sniffin 'Sticks перед CSF, кровью, ом, кожей и отборами слез. Образцы будут распределены и анализируются каждым UO следующим образом: CSF будет подготовлен либо для анализа SIMOA в UO4, либо для (1) miRNA и длинной некодирующей РНК, так и (2) анализа SAA на UO1. Кровь будет немедленно обработана в UO1 и UO4, чтобы изолировать сывороточную фракцию, которая будет проанализирована на UO4 (измерение SIMOA NFL, амилоид-бета, тау и фосфорилированные на уровнях треонина 181 тау (P-TAU) и UO1 (оценка миРНК и длительного несуществующего рамки RNA-RNA и оценки намоточных путей. Слезы будут подготовлены для miRNA и длинной некодирующей РНК или для анализа SAA в UO1. OM будет готов к (1) miRNA и длинной некодирующей РНК, (2) SAA и (3) анализа микробиоты в UO1. Наконец, кожа будет подготовлена ​​для (1) miRNA и длинной некодирующей РНК или (2) анализа SAA в UO1 и будет обрабатываться для получения первичных клеточных фибробластов, которые будут отправлены в UO2 для (3) биологических исследований клеточной биологии, включая анализ микроскопии суперрелюции интраклеточных агрегатов и молекулярные характеристики их патов интернализации/деградации. Наконец, UO3 (1) будет производить рекомбинантный TDP-43 (для анализа SAA, выполняемых в UO1), обладающий специальными функциями, полезными для получения ЯМР-спектров хорошего качества для детальной структурной характеристики и (2) анализируют выбранные продукты SAA с помощью белкового ЯМР. Все данные, полученные в этом проекте, включая всю соответствующую клиническую и психологическую информацию, будут проанализированы членами группы Центра Data Science (DSC), которая была недавно создана в UO1. DSC объединяет опыт биоинформаций, статистиков, математиков и нейробиологов с целью применения сложных аналитических методологий к клиническим данным, OMIC и визуализации. Наконец, другие сотрудники (см. Подходящий раздел), работающие в UO3, помогут с исследованием белка-ЯМР. Таким образом, синергетическое сотрудничество между всеми UO имеет жизненно важное значение для достижения целей проекта.