Μελέτη δεικτών αστροκυτταρικής ενεργοποίησης και νευρωνικής εκφύλισης στο εγκεφαλονωτιαίο υγρό των ασθενών με σκλήρυνση κατά πλάκας και συσχέτιση αυτών με κλινικές παραμέτρους της νόσου

Abstract

To date, there have been many studies into potential biomarkers for MS. Neurofilament light, tau protein and phospho tau participate in the cytoskeleton formation mainly of the axons, and neuroaxonal damage correlates with high protein levels in the cerebrospinal fluid. Astroglial response to neuronal injury has been assessed in previous studies with GFAP protein levels in the CSF. The aim of the study is to test neuronal (as NfL, tau and phospho tau) and astrocytic activation biomarkers (GFAP) and correlate with clinical characteristics of multiple sclerosis patients. This observational case–control study included patients with MS and controls with other neurological conditions. CSF levels of b-amyloid, tau, phospho tau, NfL and GFAP were determined using enzyme-linked immunosorbent assay. Clinical data (sex, age, duration of disease, type of disease, EDSS, previous disease modifying therapy, previous use of steroids and previous use of statins) of the patients were correlated with the measured proteins. Cognitive function was assessed in a sub-group of MS patients and was compared with NfL protein levels in the CSF. Follow up EDSS was measured 6-12 months after sampling in the group that underwent cognitive assessment. 87 MS patients (aged 41.1±11.96) enrolled in the study and 21 controls (aged 44.17 ±12.8). Increased levels of phospho tau181 were noted in the CSF of patients (p=0.03) in the progressive group with phospho tau median 40.4 (INQ 26-267), compared with phospho tau median 34.5 (INQ 22-89) in the relapsing group. EDSS did not correlate with the levels of the biomarkers in the CSF nor serum, but in a linear regression model an potential association was revealed between GFAP serum and EDSS change from baseline, with a negative association between GFAP serum levels and EDSS change (b=-2.95; 95%CI: from -4.58 to -1.32; p=0.003) with every increase in step in EDSS, adjusting for age. MS patients that had previous disease modifying treatment showed decreased levels in the phospho tau levels in the CSF, while previous steroid treatment within the last year or previous treatment with statins did not influence the levels of the proteins. EDSS score showed correlation with age (ρ=0.26, p=0.005) and duration of symptoms (p=0.011, ρ=0.24). Older patients in our sample had longer disease duration (p=0.00003, ρ=0.38). Phospho tau proved the most important biomarker to discriminate between relapsing and progressive forms on multiple sclerosis patients. In the subgroup of MS patients where cognition was assessed, NfL CSF levels were inversely correlated with the BICAMS composite z-scores in patients with progressive disease (ρ=-0.944, p=0.005). More studies are needed to validate the results, but our study provides preliminary evidence of CSF phopsho t as potential end point surrogate biomarker of progressive MS, GFAP serum as a potential biomarker of relapse and CSF NfL an indicator of cognitive decline in progressive MS. The development of end point biomarkers in clinical practice can offer a surrogate clinical tool for earlier diagnosis of progressive disease or cognitive decline and guide treatment options with a view to maximise clinical efficacy and minimise potential risks.

Πρωτεΐνες που συμμετέχουν στη ρύθμιση του κυτταροσκελετού του νευράξονα καθώς και η ενεργοποίηση των αστροκυττάρων σε βλάβη του νευρώνα έχουν μελετηθούν ως βιοδείκτες σε ευρύ φάσμα νευρολογικών παθήσεων. Στόχος της μελέτης να προσδιορίσει τα επίπεδα πρωτεινών αστροκυτταρικής ενεργοποίησης μέσω της όξινης πρωτεΐνης της νευρογλοίας και βλάβης του νευράξονα μέσω του β αμυλοειδούς, της τ και φώσφο τ πρωτεΐνης και του ελαφρού νευροϊνιδίου στο ΕΝΥ ασθενών με πολλαπλή σκλήρυνση και μαρτύρων και να μελετήσει τη συσχέτισή τους με κλινικές παραμέτρους, όπως το φύλο, την ηλικία, τη διάρκεια της νόσου, την ηλικία, την EDSS, τη λήψη αγωγής και τις νοητικές λειτουργίες, με απώτερο στόχο την ανάδειξη ενός δείκτη νευρωνικής εκφύλισης ή αστροκυτταρικής ενεργοποίησης ως αντιπροσωπευτικό δείκτη τελικού σημείου εμφάνισης αναπηρίας, γνωστικών διαταραχών ή αναγνώρισης του τύπου της νόσου. Στη μελέτη παρατήρησης ασθενών-μαρτύρων συμπεριλήφθησαν ασθενείς με ΠΣ και μάρτυρες με άλλες νευρολογικές νόσους. Ο προσδιορισμός των επιπέδων των βιοδεικτών στο ΕΝΥ έγινε με τη δοκιμασία ELISA. Κλινικά δεδομένα (ηλικία, φύλο, χρόνος έναρξης της νόσου, τύπος της νόσου, βαθμός αναπηρίας μέσω της κλίμακας EDSS, ιστορικό προηγούμενης ανοσοτροποιητικής αγωγής, προηγούμενης λήψης στεροειδών το τελευταίο έτος και προηγούμενη χρήση αντιλιπιδαιμικών φαρμάκων) καταγράφηκαν με σκοπό τη συσχέτιση με το επίπεδο των υπό εξέταση βιοδεικτών. Σε υποομάδα των ασθενών μελετήθηκε η νοητική λειτουργία και συσχετίστηκε με τα επίπεδα ελαφρού νευροινιδίου (NfL). Επανεξέταση της κλίμακας EDSS έγινε μετά από 6-12 μήνες από τη δειγματοληψία στην ομάδα όπου μελετήθηκε η νοητική λειτουργία. 87 ασθενείς με ΠΣ ηλικίας 41.1±11.96) και 21 μάρτυρες (ηλικίας 44.17±12.8) πήραν μέρος στη μελέτη. Διαπιστώθηκαν αυξημένα επίπεδα φωσφο τ 181 στο ΕΝΥ των ασθενών με προοδευτικές μορφές της νόσου (με διάμεση τιμή 40,4 με ενδοτεταρτημοριακό εύρος 26-267) σε σχέση με τις υποτροπιάζουσες μορφές της νόσου (διάμεση τιμή 34,5 με ενδοτεταρτημοριακό εύρος 22-89) και p=0.03. Η κλίμακα EDSS δεν συσχετίστηκε με τα επίπεδα των βιοδεικτών στο ΈΝΥ ή στον ορό αλλά σε μοντέλο γραμμικής παλινδρόμησης τάση αρνητικής συσχέτισης παρατηρήθηκε μεταξύ επιπέδων GFAP στον ορό και αλλαγής στην EDSS ( b=-2.95, 95%CI από -4.58 σε -1.32, p=0.003) για κάθε βαθμό αύξησης της EDSS, με στάθμιση για την ηλικία. Ασθενείς που είχαν λάβει ανοσοτροποιητική αγωγή είχαν χαμηλότερα επίπεδα φώσφο τ στο ΕΝΥ, ενώ προηγούμενη θεραπεία με στεροειδή εντός του τελευταίου έτους ή προηγούμενη αγωγή με στατίνες δεν επηρέαζε τα επίπεδα των πρωτεϊνών. Η κλίμακα EDSS έδειξε συσχέτιση με την ηλικία (ρ=0,26, p=0.005) και τη διάρκεια των συμπτωμάτων (p=0.011, ρ=0,24) και ασθενείς μεγαλύτερης ηλικίας είχαν μεγαλύτερη διάρκεια νόσου (p=0.00003, ρ=0.38). Η φώσφο τ αποδείχτηκε ο πιο σημαντικός βιοδείκτης διάκρισης μεταξύ υποτροπιαζουσών και προοδευτικών μορφών της νόσου στην ΠΣ. Στην υποομάδα των ασθενών όπου οι γνωστικές λειτουργίες μελετήθηκαν, τα επίπεδα του ελαφρού νευροϊνιδίου είχαν ανάστροφη συσχέτιση με τη βαθμολογία στην κλίμακα BICAMS σε ασθενείς με προοδευτική νόσο (ρ=-0.944, p=0.005). Η μελέτη μας προσφέρει προκαταρκτικά αποτελέσματα της φώσφο τ ως πιθανού βιοδείκτη τελικού σημείου ανάπτυξης μετάβασης στην προοδευτική μορφή της νόσου, της όξινης πρωτεΐνης της νευρογλοίας (GFAP) ως πιθανό βιοδείκτη υποτροπής και το ελαφρύ νευροινίδιο (NfL) ως βιοδείκτη τελικού σημείου ανάπτυξης γνωστικής δυσλειτουργίας στις προοδευτικές μορφές της νόσου.