Zápalové markery v sére a likvore u pacientov s roztrúsenou mozgovomiechovou sklerózou

MUDr. Zuzana MATEJČÍKOVÁ

Doctoral thesis

Abstract:

Roztrúsená skleróza je chronické zápalové demyelinizačné autoimunitné ochorenie centrálneho nervového systému. V prvej fáze sa uplatňujú hlavne zápalové procesy a neskôr nastupujú neurodegeneratívne procesy. Základná hypotéza sa opiera o existenciu autoreaktívneho T-lymfocytu, ktorý prichádza do styku s antigémni CNS na periférii, a to najmä v hlbokých krčných uzlinách. Týmito antigénmi sú zložky myelínu. Po styku s nimi pretrváva autoreaktívny T-lymfocyt v inaktivovanom stave v lymfatickom systéme na periférii. Po jeho aktivácii napr. banálnou infekciou dochádza k proliferácii týchto lymfocytov a následne k prestupu cez hematoencefalickú bariéru. V CNS reaguje na cieľový antigén, aktivuje mikroglie a spúšťa zápalové procesy. Výsledkom týchto dejov je demyelinizácia nervového vlákna, ktorej výsledkom je spomalenie vedenia elektrického impulzu. Dochádza k spusteniu celej kaskády dejov, ktoré postupne vedú k deštrukcii nervového vlákna. Až relatívne nedávno bola zistená aj úloha B-lymfocytov v patogenéze RS. Ich presná funkcia nie je známa. Na patogenéze RS sa pravdepodobne podieľajú produkciou protilátok, transportom autoantigénov z tkaniva k sekundárnym orgánom imunitného systému, ďalej prezentáciou autoantigénov T-lymfocytom. Bolo zistené, že B- lymfocyty sú lokalizované v rôznych subkompartmentoch CNS (v likvore, parenchýme aj meningách). Všetky tieto procesy sú sprevádzané produkciou cytokínov. V našom výskume sme sa zamerali na zisťovanie hladín niektorých z nich v čase prvých klinických príznakov RS. Predmetom nášho skúmania bolo vyšetrenie séra a mozgovomiechového moku pacientov s novodiagnostikovanou RS a pacientov z kontrolnej skupiny. Kontrolnú skupinu tvorili pacienti s nezápalovým postihnutím. U týchto pacientov bolo likvorologické vyšetrenie indikované z diferenciálne diagnsotických dôvodov. Pacienti zaradení do skupiny s RS splnili McDonaldove revidované kritéria pre RS a lumbálna punkcia bola u nich vykonaná v čase prvých klinických príznakov choroby. Výskum prebiehal v niekoľkých fázach. Pred zahájením výskumu sme si vybrali po preštudovaní dostupnej literatúry 5 zápalových markerov. Týmito markermi sú IL-6, IL-8, Il-10, orosomukoid a beta-2-mikroglobulín. V prvej pilotnej časti výskumu sme vyšetrili 38 pacientov s novodiagnostikovanou RS a 25 pacientov z kontrolnej skupiny, v demografických údajoch neboli po štatistickom spracovaní zistené významné rozdiely. Po štatistickom spracovaní bolo zistené, že u pacientov s RS sú signifikantne vyššie hladiny IL-8 v likvore (52,8 (41,6-68,3); p0,001, Mann-Whitney U test) a beta-2-mikroglobulínu v likvore (1,26 (1,03-1,37); p=0,007, Mann-Whitney U test). Na základe týchto výsledkov bola štúdia rozšírená, čo sa týka počtu pacientov. V ďalšej fáze bolo teda vyšetrených celkom 204 pacientov, 102 s novodiagnostikovanou RS a 102 pacientov z kontrolnej skupiny. V demografických údajoch opäť neboli zistené štatisticky významné rozdiely. V tejto fáze štúdie boli potvrdené výsledky z pilotnej štúdie. V skupine s RS boli v likvore nájdené štatisticky významne vyššie hladiny IL-8 (medián 59 vs. 43, p < 0,0001, Mann-Whitney U test) a beta-2-mikroglobulinu (medián 1,27 vs. 1,09, p < 0,0001, Mann-Whitney U test).Zaujímavým výsledkom bolo štatisticky významné zníženie hladiny IL-8 v sére (medián 8,0 vs. 9,7, p = 0,018) v porovnaní s kontrolnou skupinou. Vzhľadom k tomu, že u pacientov s RS bola zistená v extenzívnej štúdii nižša hladina IL-8 v sére a vyššia hladina IL-8 v likvore, sme vyslovili predpoklad, že časť IL-8 môže do CNS prestupovať z periférie a časť sa tvoriť de novo v CNS. Na základe toho sme vyslovili ďalší predpoklad a to, že hematoencefalická bariéra je porušená už počas prvých štádií rozvoja RS. Na zhodnotenie miery

Abstract:

poškodenia hematoencefalickej bariéry sme zvolili Qalb a korelovali túto bezrozmernú veličinu s IL-8 v CSF. Po štatistickom spracovaní sme zistili významnú koreláciu medzi týmito dvoma parametrami, čo by mohlo potvrdzovať našu hypotézu.

Abstract:

Multiple sclerosis (MS) is a chronic inflammatory-demyelinating disease of central nervous system. The inflammation is caused by autoimmune processes especially appearing in the early stages of MS. The neurodegenerative processes appear mainly in later stages of MS. The basic hypothesis is based on the existence of autoreactive T-lymphocyte, that react with antigens of the central nervous system (CNS) in the periphery, especially in the cervical lymph nodes. These antigens are the part of myelin. After the contact between T-lymphocyte and antigen the inactive autoreactive T-lymphocyte persists in the periphery. After the activation T-lyphocytes proliferate and pass into the CNS, where T-lymphocytes initiate the inflammatory processes. The result is demyelination of nerve fibers and the spread of electrical impulse is decresed on them. Relatively recently was found out that also B- lymphocytes have some role in the pathogenesis of MS but the exact function is still unknown. The role of B- lymphocytes in RS is probably the production of antibodies, transport of antigens and presentation of antigens to T- lymphocytes. There was also found out that B lymphocytes are localized in different compartments of CNS (in the cerebrospinal fluid- CSF, in the parenchyma and meninges). All of these processes are accompanied by production of cytokines. In our study we hypothesized that the levels of some markers could be changed in MS in comparison with controls. We studied five inflammatory markers (interleukin-6 (IL-6), interleukin-8 (IL-8), interleukin-10 (IL-10), beta-2-microglobulin, orosomucoid). The study was based on CSF and serum examination in patients with MS and the control group. In the control group were patients with non-inflammatory disease of CNS (e.g. headache, vertigo, back pain etc.). The lumbar puncture was indicated from differential diagnostic reasons, to exclude other pathological processes of CNS. In the MS patients, the lumbar puncture was indicated and performed for diagnostic purposes in cases suggestive of MS, at the time of the first clinical symptoms compatible with MS. The diagnosis of MS was confirmed in all patients included in MS group. All patients included in the MS group fulfilled the McDonald's revised diagnostic criteria. In the pilot study we investigated a group of 66 patients. CSF and serum examinations were performed in 38 patients with newly diagnosed MS and 28 patients in control group patients. Significantly higher CSF levels of IL-8 (52.8(41.6-68.3); p<0.001, Mann-Whitney U test) and beta-2-microglobulin (1.26 (1.03-1.37); p=0.007, Mann-Whitney U test) in MS patients group were found. Based on the results from pilot study we decided to perform the extension of the study. We investigated a group of 204 patients. CSF and serum examinations were performed in 102 patients with newly diagnosed MS and 102 control group patients. No statistically significant differences in demographic data between MS patients and control groups were found. Significantly higher CSF levels of IL-8 (p<0.0001, Mann-Whitney U test) were found in the MS patient group. There was one interesting result, the statistically significant lower serum levels of IL-8 (p=0.018, Mann-Whitney U test) were found in the MS patient group.The serum and CSF levels of IL-8 were in normal range in control group. Based on our results, we hypothesized that IL-8 could partially come from the periphery, and that IL-8 could penetrate through the damaged blood brain barrier. This may be the reason that IL-8 is increased in CSF and decreased in serum in patients with MS. On the other hand, there were general opinions that the IL-8 is produced de novo in the CNS. We chose the dimensionless value Q alb for evaluation of the blood brain barrier damage.Spearman's analysis showed a moderately strong correlation between IL-8 and Q-alb (r=0.414, p<0.0001). The results could partially confirm our hypothesis.

Keywords

roztrúsená skleróza, interleukíny, beta-2-mikroglobulín, orosomukoid, Q-albumín

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 2. 6. 2017

Thesis defence

• Date of defence: 24. 8. 2017

PALACKÝ UNIVERSITY OLOMOUC

Faculty of Medicine and Dentistry

Doctoral programme / field:
Neurology / Neurology