De sleutel tot progressie van myasthenia gravis kan in serum verborgen zijn
Onderzoekers hebben voorheen niet-detecteerbare biomarkers geïdentificeerd die kunnen helpen bij het diagnosticeren en sturen van de behandeling van een zeldzame auto-immuunziekte.
Auto-immuunziekten zijn een klasse van ziekten waarbij het immuunsysteem van een persoon antilichamen aanmaakt om weefsels in het lichaam aan te vallen.
Er zijn veel soorten auto-immuunziekten en in een recente studie hebben onderzoekers zich specifiek gericht op myasthenia gravis (MG).
MG is een zeldzame aandoening die wordt gekenmerkt door zwakte en snelle vermoeidheid van willekeurige spieren. Symptomen worden vaak erger na inspanning.
MG is een chronische ziekte en kan slopend en in sommige gevallen fataal zijn. Het treft tussen de 14-40 mensen per 100.000 in de Verenigde Staten, en er is geen remedie bekend.
De behandeling omvat meestal medicijnen om de niveaus van de organische chemische acetylcholine te verhogen die beschikbaar zijn om receptoren te stimuleren en de spierkracht te verbeteren, evenals medicijnen om het immuunsysteem te onderdrukken.
Historisch gezien was het diagnosticeren van MG moeilijk omdat de symptomen vaak die van andere neurologische aandoeningen, zoals een beroerte, nabootsen.
Nu heeft een team van onderzoekers - gevestigd aan de Universiteit van Alberta, Edmonton, in Canada - aangetoond dat MG niet alleen kan worden gedetecteerd, maar dat de progressie van de ziekte kan worden voorspeld door de aanwezigheid van bepaalde metabolische biomarkers in bloedserum.
De onderzoekers hopen dat hun bevindingen, die in het tijdschrift verschijnen Metabolomics, zal clinici helpen bij het diagnosticeren van deze moeilijk te identificeren ziekte. Dr. Zaeem Siddiqi, een neuroloog, en afgestudeerde student Derrick Blackmore, Ph.D., leidde het nieuwe onderzoek mee.
Waarom zijn biomarkers nuttig?
Een biomarker is een kleine biologische verbinding die wordt bepaald door zijn pathologische betekenis bij het identificeren van bepaalde ziekten. Veel ziekten kunnen worden opgespoord door de aanwezigheid van biomarkers in bloedserum, en deze markers kunnen helpen aangeven op welk type behandeling een persoon mogelijk het beste reageert.
"De ontdekking van biomarkers is een belangrijke stap in de geïndividualiseerde geneeskunde", legt dr. Siddiqi uit.
Momenteel wordt MG gediagnosticeerd via de detectie van acetylcholinereceptoren en anti-MuSK- of spierspecifieke kinase-antilichamen.
Eerder onderzoek heeft echter aangetoond dat deze niet correleren met de ernst van de ziekte of de klinische respons. De identificatie van biomarkers om de ernst van MG te detecteren, is tot nu toe ongrijpbaar gebleven.
De nieuwe studie concentreerde zich op drie onderwerpgroepen. De eerste bestond uit 46 deelnemers met MG, de tweede bestond uit 23 deelnemers met reumatoïde artritis (een referentie auto-immuunziekte) en de derde bestond uit 49 gezonde controledeelnemers.
De studie was een benadering met twee controles voor metabolomics-profilering. Mensen met reumatoïde artritis vertoonden fysiek identieke symptomen als die met MG, en alle deelnemers kwamen zo goed mogelijk overeen met leeftijd en geslacht.
De onderzoekers haalden serum uit elke persoon en analyseerden de belangrijkste componenten ervan. Ze filterden vervolgens de metabolieten om de metabolieten te verwijderen die beide ziektecohorten gemeen hadden, waardoor alleen de unieke markers overbleven, waarvan er 12 waren.
Metabolomics-profilering helpt bij het detecteren van MG
Metabolomics-profilering is de studie van chemische processen en moleculen - inclusief tussenproducten en bijproducten - die betrokken zijn bij het metabolisme, dat van vitaal belang is voor de overleving van cellen en organismen.
Veranderingen in metabolomics kunnen rampzalige gevolgen hebben en vaak tot ziekte leiden. Metabolietmarkers bieden de mogelijkheid om specifieke problemen in het metabolisme te identificeren die verband houden met specifieke aandoeningen, zoals MG.
De onderzoekers vonden een duidelijk onderscheid in metabolietmarkers tussen alle drie studiecohorten. Bovendien was er een duidelijke scheiding tussen verschillende stadia van de ziekte, waardoor het verloop van de ziekte kon worden geanalyseerd.
Er was specifieke opregulatie van ketozuren met een korte keten bij deelnemers met MG, vergeleken met controles. Dit omvatte verbindingen zoals α-ketoboterzuur, een belangrijke regulator van metabole routes.
De opwaartse regulatie van α-ketoboterzuur suggereert dat er een verhoogde metabolische activiteit is in de cellen van mensen met MG. De meeste metabolieten die de onderzoekers hebben geïdentificeerd, spelen ook een belangrijke rol in de routes van energieproductie.
Interessant is dat onderzoekers ook een opregulatie van sommige metabolieten in het bloedserum van mensen met MS hebben waargenomen, wat suggereert dat beide aandoeningen verband houden met energieverschuivingen in metabole routes.
Verminderde glycolyse leidt tot verminderde adenosinetrifosfaatsynthese, en dit kan op zijn beurt resulteren in celdood en degeneratie, symptomatisch voor MG.
Sterke punten en beperkingen van de studie
Deze studie toont een snelle identificatie aan van metabolieten die aanwezig zijn bij mensen die symptomen van MG vertonen. Dit zou een enorm voordeel opleveren voor clinici die de ziekte behandelen en een snellere diagnose mogelijk maken.
"Op dit moment hebben we niet de mogelijkheid om [MG] op een specifiekere manier te beheren; we behandelen alle patiënten op dezelfde manier ”, legt dr. Siddiqi uit. Maar de nieuwe bevindingen kunnen dit veranderen.
"Nu hebben we een unieke vingerafdruk of kaart met metabolieten die gezonde individuen gemakkelijk kunnen scheiden van mensen met [MG] en een pad naar de ontdekking van nauwkeurigere en specifiekere behandelingen."
Dr. Zaeem Siddiqi
"Wat we proberen te doen met deze ontdekking van biomarkers, is om behandelingen te ontwikkelen die specifiek zijn voor de behoeften van de patiënt, om een nauwkeuriger beheer te hebben en om de effecten van de behandelingen nauwkeuriger te kunnen voorspellen", vervolgt de onderzoeker.
Hoewel deze studie de weg effent voor een meer gedetailleerde analyse van het metabolische profiel van MG, zijn er beperkingen aan het werk.
Deze omvatten het feit dat een deel van de cohort eerder was behandeld met medicijnen die hun metabolische profiel hadden kunnen veranderen, en dat de deelnemers niet hoefden te vasten voor het onderzoek.
Beide factoren kunnen hebben bijgedragen aan de identificatie van valse positieven. De analyse zou ook gebaat zijn bij een veel grotere steekproef. Dit zou ook helpen om werk uit eerdere studies te correleren.
Ondanks de beperkingen is het duidelijk dat de resultaten gunstig kunnen zijn voor degenen die momenteel leven met MG of vergelijkbare aandoeningen.
