Потенциальные биомаркеры плазмы крови

Декабрь 6, 2015 / Комментарии 0

Как уже было упомянуто ранее, плазма крови является наиболее оптимальным объектом для широкого скриннинга биологических показателей как при профилактических осмотрах в поликлиниках, так и у пациентов в стационарах, что позволяет проведение систематических исследований на протяженном периоде времени. Однако периферическая кровь и выделенная из нее плазма также являются сложными биологическими образованиями, содержащими белки, берущими начало из разных органов, что часто снижает их специфичность для диагностики поражений мозга. В частности, уровень содержания Aβ колеблется в плазме крови в довольно широком диапазоне вследствие его протеолитического расщепления ферментами печени, почек и самой крови, что не позволяет установить корреляцию между его содержанием и уровнем развития БА, хотя в ткани мозга этот показатель соответствует степени тяжести заболевания. Тем не менее, появляющиеся данные все более убедительно свидетельствуют о том, что целый ряд белков и ферментов крови может служить в качестве биомаркеров MKC и БА. В сравнительно недавнем комплексном анализе данных 21 исследования, проведенного с использованием широкого спектра методов протеомики, было выделено 163 потенциальных биомаркера, способных отражать характер и степень развития БА. Среди них в пяти независимых исследованиях было показано наличие корреляции с фенотипом БА у таких соединений, как α-1-антитрипсин, α-2-макроглобулин, аполипопротеин E (ApoE) и комплимент С3. В состав другой группы из 9 потенциальных биомаркеров были отнесены также молекулы, представляющие системы комплимента, сигнального каскада Toll-подобных рецепторов, рака мочевого пузыря, диабета 1 типа, прионы и т.д. Некоторые из них были также идентифицированы при анализе 1001 белка из плазмы крови пациентов с БА, который добавил к предыдущему списку такие соединения, как специфический антиген рака предстательной железы, панкреатический прогормон (этот белок имеет прямое отношение к наличию атрофии энторинальной коры мозга при БА), кластерин и фетуин В (последний входит в суперсемейство ингибиторов сериновых протеаз).

В настоящее время патогенез спорадической формы БА тесным образом связывают с нарушениями в системе расщепления и выведения из ткани мозга излишков Aβ. Согласно данным наших исследований, а также данным литературы, в нормально функционирующем мозге содержание Aβ определяется балансом между процессами его формирования и катаболизма. Показано, что некоторые металлопептидазы мозга, например неприлизин (НЕП), эндотелин-конвертирующий фермент и инсулин-деградирующий фермент (инсулиназа), способны расщеплять Ab, препятствуя его накоплению, что делает их важной мишенью в терапии болезни Альцгеймера. Содержание и активность НЕП в ткани мозга снижается с возрастом и при различных заболеваниях. Литературные данные также свидетельствуют о том, что содержание мРНК НЕП и активность его гомолога НЕП2, который также способен расщеплять Ab, снижаются в головном мозге пациентов с MKC и БA в средне-височной и средне-лобной извилинах, хвостатом ядре и мозжечке. На периферии активность НЕП наиболее высока в почках, а также в плазме, что делает его удобным объектом для клинических исследований. Было высказано предположение, что уровень Aβ в плазме регулирует его выведение из мозга по периваскулярным путям вследствие существующего баланса его содержания в мозге и на периферии. Из этого следует, что дефицит активности НЕП в плазме будет приводить к повышению в ней содержания Аβ, снижению его транспорта из мозга в кровь и накопление этого пептида в ткани мозга. Чтобы проверить это предположение, нами было проведено исследование уровня активности НЕП у пациентов с амнестическим типом MKC (аМКС) и БА, которые наблюдались в отделении болезни Альцгеймера и ассоциированных с ней расстройств отдела гериатрической психиатрии ФГБУ «НЦПЗ» ФАНО, а также у пожилых людей, не имеющих нарушений когнитивных функций (табл.).

Пациенты из группы аМКС соответствовали современным критериям диагностики в соответствии с международным протоколом. Для постановки этого диагноза необходимо наличие совокупности ряда критериев, включающих жалобы больного на снижение памяти, подтверждаемые информантом, выраженность когнитивного дефицита в рамках параметров двух шкал: соответствие 3-й стадии по шкале общего ухудшения когнитивных функций (Global Deterioration Scale — GDS) и оценка 0,5 по шкале тяжести деменции (Clinical Dementia Rating -CDR). При этом повседневная деятельность пациентов должна оставаться сохранной, хотя возможно легкое ухудшение в наиболее сложных видах повседневной и/или профессиональной активности. Пациенты из группы БА характеризовались выраженным нарушением когнитивных функций и повседневного функционирования, свидетельствующим о том, что изменения в ЦНС уже являются необратимыми и сопровождаются нарушениями в различных медиаторных системах, в метаболических путях нервной ткани и массовой гибелью клеток. Согласно современным представлениям, при развитии деменции каждый пациент проходит «промежуточную» (додементную) стадию — начальных когнитивных расстройств, не достигающих уровня деменции, которая с большой степенью вероятности может перейти в БА или иную деменцию.

Анализ активности НЕП в плазме крови пациентов проводили с использованием флуорисцентного энзиматического метода. Полученные данные показали, что активность НЕП в плазме крови пациентов с аМКС ниже активности этого фермента у пациентов без нарушений внимания и памяти. У пациентов с диагнозом БА активность неприлизина в плазме крови была снижена по отношению к двум первым группам в среднем на 8%. Несмотря на то что снижение активности НЕП в плазме было сравнительно невелико, постоянный дефицит этого фермента в течение длительного времени может приводить к существенному изменению баланса метаболизма и накоплению Aβ в ткани мозга, что является основой развития нейродегенеративных изменений.

т1

При развитии деменции и БА существенным образом страдает холинергическая система мозга. Из литературных данных известно, что активность ацетилхолинэстеразы (АХЭ) и бутирилхолинэстеразы (БХЭ) снижается в СМЖ пациентов с БА, а в коре головного мозга снижается соотношение активности АХЭ и БХЭ. Однако исследований активности данных ферментов в плазме крови как наиболее доступном для исследования клиническом материале при MKC и БА пока не проводилось. В этой связи нами был проведен анализ активности АХЭ и БХЭ в плазме пациентов из перечисленных выше групп с использованием метода Эллмана в разработанной нами модификации. Полученные данные свидетельствуют о том, что активность БХЭ в плазме крови пациентов с диагнозом аМКС достоверно (в среднем на 9%) ниже активности данного фермента в контрольной группе (184,80±3,28 и 175,40±3,16 пмолей субстрата/мг белка в мин, соответственно). Активность БХЭ в плазме крови пациентов с БА снижена по сравнению с аМКС на 16% и контролем на 22%. Аналогичные изменения были продемонстрированы и при исследовании активности АХЭ в тех же группах пациентов. Так, активность АХЭ в плазме крови пациентов с аМКС была снижена по отношению к контрольной группе на 9% (6,69±0,08 и 5,15±0,18 пмолей субстрата/мг белка в мин, соответственно), а в группе с диагностированной БА — на 22% (3,67±0,17 пмолей субстрата/мг белка в мин). Слабо выраженное снижение активности АХЭ и БХЭ в плазме крови пациентов с аМКС может быть объяснено тем, что у пациентов данной группы патологические изменения еще не достигают степени тяжести деменции и являются обратимыми, в то время как у пациентов с выраженной БА уже наступили необратимые метаболические изменения, приводящие в том числе к нарушению функционирования ферментов различных медиаторных систем.

Лечение пациентов обеих групп нейропротективным препаратом цераксон приводило к повышению активности как АХЭ, так и БХЭ в среднем на 12% по отношению к группе аналогичных пациентов, получавших плацебо. Известно, что данный препарат эффективен при лечении когнитивных нарушений как нейродегенеративной, так и сосудистой этиологии, и показатель активности АХЭ и БХЭ у пациентов отражает позитивную динамику действия данного препарата, соответствующую улучшению их когнитивных показателей, связанных с холинэргической передачей, в том числе памяти. Применение препарата цераксон также приводило к достоверному повышению активности НЕП в плазме крови пациентов с аМКС до контрольных величин.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что уровень активности АХЭ, БХЭ и НЕП может потенциально служить преклиническим маркером MKC и БА и использоваться для прослеживания динамики развития и эффективности использования терапевтических препаратов.

Подпишитесь на свежую email рассылку сайта!

Читайте также