Kan E-cadherin som finns i vävnad/blod vara värdefullt för att identifiera och övervaka patienter med post-protonpumpshämmare (PPI)-responsiv halsbränna

Symptomet på halsbränna var en gång en pålitlig indikator på gastroesofageal refluxsjukdom (GERD) och som sådana skulle patienter förutsägbart svara på syrahämning. I världen efter protonpumpshämmare (PPI) är inget av dessa påståenden sant eftersom många patienter som uppvisar halsbränna har symtom som medieras av mekanismer som inte är relaterade till esofagus luminal surhet, t.ex. funktionell sjukdom, visceral överkänslighet eller aktivering av esofagussträckreceptorer. Följaktligen svarar dessa försökspersoner inte på PPI:er[1-3]. Eftersom PPI-responsiva och PPI-refraktära patienter med halsbränna inte går att särskilja genom historia, är det svårt att avgöra vilka PPI-refraktära patienter som kan svara på högre doser av en PPI. Dessutom, när försökspersoner svarar på PPI-terapi, kanske symtomsvar inte korrelerar med lesionsläkning, vilket gör en systemisk markör för läkning mycket önskvärd. Läkning av lesioner är särskilt problematisk eftersom den histopatologiska lesionen som bäst korrelerar med halsbränna är närvaron av dilaterade intercellulära utrymmen (DIS) i esofagusepitelet, som inte kan detekteras med standardendoskopi, och är mest tillförlitligt påvisbar genom att utföra transmissionselektronmikroskopi[4- 7]. Följaktligen skulle det vara önskvärt att ha en objektiv markör för syramedierad skada på esofagusepitelet som skulle kunna identifiera de med PPI-responsiv halsbränna och bestämma läkning av syraskadat epitel på ett icke-invasivt sätt.

DIS i esofagealt epitel har fastställts som ett tidigt histopatologiskt kännetecken för gastroesofageal refluxsjukdom (GERD). Denna elektronmikroskopiska lesion är närvarande i både erosiva och icke-erosiva former av GERD och är resultatet av syraskador på det intercellulära förbindelsekomplexet som kontrollerar paracellulär permeabilitet i esofagusepitelet[8]. Vidare är det känt att behandling med PPI resulterar i upplösning av DIS tillsammans med halsbränna hos patienter med både erosiva och icke erosiva typer av GERD[9]. E-cadherin är ett protein som bildar den intercellulära adhesiva bryggan av zonula adherens (ZA)[10]; och ZA spelar en integrerad roll för att upprätthålla integriteten hos den täta korsningen mellan celler så att förlust av vidhäftning mellan överbryggande molekyler av e-cadherin resulterar i förlust av barriärfunktion och ökad paracellulär permeabilitet[11,12]. Därför, under förhållanden där ett surt refluxat finns i matstrupens lumen, främjar en "läckande" korsningsbarriär överdrivet inträngning av vätejoner i och därmed försurning av det intercellulära utrymmet, vilket i sin tur utlöser halsbränna genom aktivering av syrakänsliga neuroner i slemhinna[13].

Nyligen har mitt labb funnit att DIS vid icke-erosiv syraskada på (kanin) esofageal epitel är associerad på Western blöts med klyvning av den intercellulära delen av e-cadherin och att denna klyvning sker genom syraaktivering av en endogen proteolytisk process ( opublicerade observationer). Dessutom replikeras samma fenomen på Western blöts i mänsklig matstrupe hos patienter med GERD, dvs. endoskopiska biopsier av esofagusepitelet avslöjar klyvning av e-cadherin i de med både erosiva och icke-erosiva former av GERD men är inte närvarande i esofagus epitel. av friska försökspersoner eller försökspersoner utan tecken eller symtom på esofagussjukdom[14] - se fig 4 i bifogad affischpresentation. Närmare bestämt lämnar klyvning av e-cadherin hos GERD-patienter ett cytoplasmatiskt "C-terminalt fragment (CTF)" av molekylen i esofagusepitelet och denna CTF detekteras lätt på Western blot. Intressant nog överensstämmer storleken på CTF, som i kaninmodellen, med klyvning av e-cadherin av ett endogent matrismetalloproteas. Också anmärkningsvärt är att den andra klyvda extracellulära komponenten av e-cadherin är ett "N-terminalt fragment (NTF)" och detta fragment absorberas i blodomloppet vilket resulterar i högre serumnivåer av NTF:er av e-cadherin än friska försökspersoner som kan detekteras med hjälp av en kommersiell ELISA-analys[14] - se fig. 6 i bifogad posterpresentation. Eftersom CTF:er på Western blot av endoskopiska biopsier och förhöjda NTF:er av e-cadherin genom ELISA i serum är en återspegling av syraskadat esofagusepitel, antyder detta den frestande möjligheten av ett känsligt, minimalt invasivt (serum) test för skador på esofagusslemhinnan i GERD ämne. Vi antar att bestämning av något av de kluvna fragmenten av e-cadherin (serum eller vävnadsbaserat) kan skilja mellan patienter med syramedierad halsbränna som sannolikt är PPI-känsliga och de vars halsbränna symtom inte medieras av syra och så är PPI-refraktära.

Hypotesen kommer att testas genom att bestämma närvaron eller frånvaron av CTF:er av e-cadherin på esofagusbiopsi och genom att mäta nivån av NTF:er av e-cadherin i serum från endoskopi-negativa patienter med halsbränna och korrelera fynden med patientens (halsbränna) svar på Kapidex 30 mg i 4 veckor. Baserat på effektiv halsbrännakontroll på Kapidex eller avsaknad därav kommer patienter att klassificeras som att ha PPI-responsiv respektive PPI-refraktär sjukdom, och dessa klassificeringar korrelerade med förekomst eller frånvaro av CTF på biopsi före behandling och förbehandlingsserumnivå av NTF av e- cadherin. Efter 4 veckors Kapidex erhålls också upprepade serumprover för NTF från alla behandlade patienter för att, som en markör för läkning, avgöra om serumnivån av NTF:er efter behandling är signifikant lägre än förbehandlingsserumnivån av NTF:er hos de som har PPI-responsiv halsbränna men inte hos de som har PPI-refraktär halsbränna.

Resultaten av denna studie förväntas visa att patienter med PPI-responsiv halsbränna har CTFs av e-cadherin i vävnaden och högre nivåer av NTFs av e-cadherin i serum vid baslinjen, och att dessa nivåer minskar efter framgångsrik PPI-behandling. Däremot, eftersom symtom hos PPI-refraktära patienter inte är syramedierade, förväntas dessa patienter sakna CTFs i vävnaden och ha lägre nivåer av NTFs i serum vid baslinjen jämfört med PPI-responsiva patienter, och dessa nivåer kommer att förbli oförändrade efter PPI-terapi. Följaktligen skulle sådana fynd etablera upptäckt av kluvna fragment av e-cadherin i vävnad och blod som användbara biomarkörer för sjukdomar som kan identifiera de med halsbränna som svarar på standarddoser av Kapidex. Resultaten förväntas också visa att patienter med PPI-känslig halsbränna, men inte de med PPI-refraktär halsbränna, har en signifikant minskning av nivån av NTF i serum efter behandling och att denna lägre nivå av NTF förväntas falla inom utbudet av kontroller. Följaktligen skulle sådana fynd fastställa att detektion av serum-NTF före och efter behandling kan vara användbar som en biomarkör för (mikroskopisk) lesionsläkning hos personer med PPI-responsiv halsbränna. Sådana fynd kan hjälpa till att välja undergrupper som är lämpliga för mer intensiv (högre dos) eller långvarig PPI-behandling.