Der Schlüssel zur Progression von Myasthenia gravis kann im Serum verborgen sein
Forscher haben bisher nicht nachweisbare Biomarker identifiziert, die bei der Diagnose und Steuerung der Behandlung einer seltenen Autoimmunerkrankung helfen könnten.
Autoimmunerkrankungen sind eine Krankheitsklasse, bei der das Immunsystem einer Person Antikörper produziert, um Gewebe im Körper anzugreifen.
Es gibt viele Arten von Autoimmunerkrankungen, und in einer kürzlich durchgeführten Studie konzentrierten sich die Forscher speziell auf Myasthenia gravis (MG).
MG ist eine seltene Erkrankung, die durch Schwäche und schnelle Ermüdung der freiwilligen Muskeln gekennzeichnet ist. Die Symptome verschlimmern sich oft nach Anstrengung.
MG ist eine chronische Krankheit, die schwächend und in einigen Fällen tödlich sein kann. Es betrifft zwischen 14 und 40 Menschen pro 100.000 in den Vereinigten Staaten, und es ist keine Heilung bekannt.
Die Behandlung umfasst normalerweise Medikamente zur Erhöhung des Spiegels der organischen Chemikalie Acetylcholin, die zur Stimulierung der Rezeptoren und zur Verbesserung der Muskelkraft zur Verfügung steht, sowie Medikamente zur Unterdrückung des Immunsystems.
In der Vergangenheit war die Diagnose von MG schwierig, da die Symptome häufig die anderer neurologischer Erkrankungen wie Schlaganfall nachahmen.
Ein Forscherteam an der Universität von Alberta, Edmonton, Kanada, hat nun gezeigt, dass MG nicht nur nachgewiesen werden kann, sondern dass sein Krankheitsverlauf auch durch das Vorhandensein bestimmter metabolischer Biomarker im Blutserum vorhergesagt werden kann.
Die Forscher hoffen, dass ihre Ergebnisse, die in der Zeitschrift erscheinen Metabolomicswird Klinikern helfen, diese schwer zu identifizierende Krankheit zu diagnostizieren. Dr. Zaeem Siddiqi, Neurologe und Doktorand Derrick Blackmore, Ph.D., leitete die neue Forschung mit.
Warum sind Biomarker nützlich?
Ein Biomarker ist eine kleine biologische Verbindung, die durch ihre pathologische Bedeutung bei der Identifizierung bestimmter Krankheiten definiert ist. Viele Krankheiten können durch das Vorhandensein von Biomarkern im Blutserum erkannt werden, und diese Marker können dazu beitragen, die Art der Behandlung anzuzeigen, auf die eine Person am besten ansprechen kann.
„Die Entdeckung von Biomarkern ist ein wichtiger Schritt in der individualisierten Medizin“, erklärt Dr. Siddiqi.
Derzeit wird MG über den Nachweis von Acetylcholinrezeptor- und Anti-MuSK- oder muskelspezifischen Kinase-Antikörpern diagnostiziert.
Frühere Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass diese nicht mit der Schwere der Erkrankung oder dem klinischen Ansprechen korrelieren. Die Identifizierung von Biomarkern zum Nachweis des Schweregrads von MG ist bisher schwer möglich.
Die neue Studie konzentrierte sich auf drei Fachgruppen. Die erste bestand aus 46 Teilnehmern mit MG, die zweite bestand aus 23 Teilnehmern mit rheumatoider Arthritis (einer Referenz-Autoimmunerkrankung) und die dritte bestand aus 49 gesunden Kontrollpersonen.
Die Studie war ein Zwei-Kontroll-Ansatz für die Erstellung von Metabolomics-Profilen. Menschen mit rheumatoider Arthritis zeigten körperlich identische Symptome wie Menschen mit MG, und alle Teilnehmer waren so genau wie möglich alters- und geschlechtsspezifisch aufeinander abgestimmt.
Die Forscher extrahierten Serum von jeder Person und analysierten ihre Hauptkomponenten. Anschließend filterten sie die Metaboliten, um die beiden Krankheitskohorten gemeinsamen zu entfernen, wobei nur die eindeutigen Marker übrig blieben, von denen es 12 gab.
Metabolomics Profiling hilft bei der Erkennung von MG
Metabolomics Profiling ist die Untersuchung chemischer Prozesse und Moleküle - einschließlich Zwischenprodukte und Nebenprodukte -, die am Stoffwechsel beteiligt sind, der für das Überleben von Zellen und Organismen von entscheidender Bedeutung ist.
Veränderungen in der Metabolomik können katastrophale Folgen haben und häufig zu Krankheiten führen. Metabolitenmarker bieten die Möglichkeit, spezifische Probleme im Stoffwechsel zu identifizieren, die mit bestimmten Zuständen verbunden sind, wie z. B. MG.
Die Forscher fanden eine klare Unterscheidung der Metabolitenmarker zwischen allen drei Studienkohorten. Darüber hinaus gab es eine klare Trennung zwischen verschiedenen Stadien der Krankheit, was eine Analyse des Krankheitsverlaufs ermöglichte.
Bei Teilnehmern mit MG gab es im Vergleich zu Kontrollen eine spezifische Hochregulation kurzkettiger Ketosäuren. Dazu gehörten Verbindungen wie α-Ketobuttersäure, ein Schlüsselregulator der Stoffwechselwege.
Die Hochregulierung von α-Ketobuttersäure legt nahe, dass in den Zellen von Menschen mit MG eine erhöhte Stoffwechselaktivität vorliegt. Die Mehrzahl der von den Forschern identifizierten Metaboliten spielt auch eine wichtige Rolle bei der Energieerzeugung.
Interessanterweise haben Forscher auch eine Hochregulation einiger Metaboliten im Blutserum von Menschen mit MS beobachtet, was darauf hindeutet, dass diese beiden Störungen mit einer Energieverschiebung in Stoffwechselwegen zusammenhängen.
Eine beeinträchtigte Glykolyse führt zu einer verringerten Adenosintriphosphatsynthese, was wiederum zu Zelltod und Degeneration führen kann, die für MG symptomatisch sind.
Stärken und Grenzen der Studie
Diese Studie zeigt eine schnelle Identifizierung von Metaboliten bei Menschen, die Symptome von MG zeigen. Dies würde den Klinikern, die die Krankheit behandeln, einen großen Vorteil verschaffen und eine schnellere Diagnose ermöglichen.
"Im Moment haben wir nicht die Möglichkeit, [MG] spezifischer zu verwalten. Wir behandeln alle Patienten gleich “, erklärt Dr. Siddiqi. Aber die neuen Erkenntnisse könnten dies ändern.
"Jetzt haben wir einen einzigartigen Fingerabdruck oder eine Karte von Metaboliten, mit denen gesunde Personen leicht von denen mit [MG] getrennt werden können, und einen Weg zur Entdeckung genauerer und spezifischerer Behandlungen."
Dr. Zaeem Siddiqi
"Wir versuchen mit dieser Entdeckung von Biomarkern, Behandlungen zu entwickeln, die auf die Bedürfnisse des Patienten zugeschnitten sind, ein präziseres Management zu haben und die Auswirkungen der Behandlungen genauer vorhersagen zu können", fährt der Forscher fort.
Obwohl diese Studie den Weg für eine detailliertere Analyse des Stoffwechselprofils von MG ebnet, gibt es Einschränkungen bei der Arbeit.
Dazu gehört die Tatsache, dass ein Teil der Kohorte zuvor mit Medikamenten behandelt worden war, die ihr Stoffwechselprofil hätten verändern können, und dass die Teilnehmer vor der Studie nicht fasten mussten.
Beide Faktoren könnten zur Identifizierung von falsch positiven Ergebnissen beigetragen haben. Die Analyse würde auch von einem viel größeren Stichprobenpool profitieren. Dies würde auch dazu beitragen, Arbeiten aus früheren Studien zu korrelieren.
Trotz der Einschränkungen ist klar, dass die Ergebnisse denjenigen zugute kommen könnten, die derzeit mit MG oder ähnlichen Erkrankungen leben.
