Co přinesly nové australské studie? Cenná zjištění o rozvoji roztroušené sklerózy

Částečně jsou již známy výsledky studie Ausimmune Study a prvních dvou období dlouhodobé navazující studie AusLong Study, zabývající se dopodrobna roztroušenou sklerózou a jevy s ní těsně souvisejícími. Uvedené studie, realizované australskými vědci, jsou výjimečné zejména svým dlouholetým trváním. Na Ausimmune Study, která probíhala v letech 2004–2007, totiž navázala Auslong Study, která vyhodnocuje výsledky týkající se progrese MS v dalších třech časových intervalech. Jde o pětiletá období, a to od roku 2009 (tedy 5 let od začátku v roce 2004), kdy sledování probíhalo do roku 2012, a poté po 10 letech, tedy od roku 2014 do roku 2017. Poslední období po 15 letech ještě probíhá, neboť začalo v roce 2019 – konec sledování je plánován na rok 2021.

Řešitelský tým v rámci těchto studií zkoumal vzorky od pacientů ve stadiu CIS a od pacientů po FDE. Dále byla sestavena kontrolní skupina jedinců, kteří odpovídali výše uvedeným pacientům věkem, pohlavím a regionem bydliště. Každému případu CIS/FDE byly přiřazeny 1–3 odpovídající kontroly a z obou experimentálních skupin bylo shromažďováno velké množství údajů týkajících se jak klinického stavu, tak i prostředí.

Po 10 letech bylo zjištěno, že z 253 případů CIS/FDE došlo u 221 pacientů k přechodu do MS a 32 případů zůstalo ve stadiu CIS. Základní otázka, kterou si vědci položili, tedy byla: Jak vypadaly velmi rané epigenetické změny u těch případů, které zůstaly ve stadiu CIS i po tak dlouhé době?

Zaostřeno na metylaci a GSEA

Pro výzkumné účely byly použity vzorky plné krve – byly provedeny různé analýzy a stanoveny různé markery (například genotypizace, hladina vitaminu D, úroveň metylace DNA imunitních buněk). Zajímavé byly hodnoty metylace u sedmi lokusů CpG (dinukleotid cytosin-fosfát-guanin v lineární sekvenci bází). Poté byla vypočtena tzv. delta beta hodnota, tedy rozdíl v metylaci mezi případem CIS a kontrolou na daném CpG lokusu. Největší rozdíly v metylaci byly zjištěny u genu HLA-DRB1. A zvýšenou úroveň metylace vykazovaly oproti kontrolám vzorky osob, které přešly do MS. Naopak u všech subjektů, u nichž onemocnění zůstalo ve stadiu CIS, byla, vzhledem ke kontrolám, zaznamenána snížená úroveň metylace. Pomocí metody methQTL byla provedena kvantitativní analýza metylace pro HLA-DRB1 – stupeň metylace na genu HLA-DRB1 vysoce koreloval s rizikovým haplotypem, který byl přítomen u pozdějších stadií MS.

Odlišně metylované pozice na sondách vykazovaly pouze velmi malé změny v hodnotách beta (menší než 5 %). Bylo tedy nutné nalézt odpověď na otázku, které signální dráhy jsou ovlivněny těmito malými změnami. Signalizace NOTCH hraje roli při remyelinizaci lézí bílé hmoty při MS (Brosnan CF et al., J Clin Invest 2009) a axony navádějící molekuly mohou modulovat zánět u MS (Lee WS et al., Exp Neurobiol 2019). Tyto děje mohou být u pacientů s CIS důvodem pro tvorbu časného zánětu. Vzhledem k tomu, že při analýze buněčných typů šlo o celou směsici imunitních buněk, bylo třeba provést specifickou analýzu pouze pro určitý buněčný typ metodou GSEA (gene set enrichment analysis – analýza obohacení genové sady). Ze zastoupení jednotlivých typů buněk u případů MS a kontrol vědci zjistili, že pro účely analýzy vyhovují CD4+ T-buňky a CD8+ T-buňky. V souladu s odbornou literaturou se u pacientů s MS objevovaly CD4+ buňky ve zvýšené míře oproti kontrolám, zatímco u CD8+ buněk byl zjištěn u nemocných oproti kontrolám deficit.

A nyní další analýzy specifických subtypů buněk

Jednotlivé subtypy buněk byly podrobeny další analýze, konkrétně šlo o monocyty, B-buňky, NK buňky, CD4+ T-buňky a CD8+ T-buňky. Narušena byla jak integrinová, tak i netrinová dráha (jsou částí dráhy navádějící axony), dále se zde vyskytoval soubor genů, které kódují extracelulární matrix, a proteiny, které s extracelulární matrix souvisejí.

Na základě porovnání hodnot analýz plné krve pacientů, kteří zůstali ve stadiu CIS, s těmi, u nichž se vyvinula MS, bylo zjištěno, že včasným markerem MS jsou hodnoty metylace, zejména na základě analýzy methQTL, kde byl odhalen rizikový haplotyp. Již v časném stadiu MS je narušena dráha NOTCH (související s remyelinizací) a nezávisle na buněčném subtypu dráha navádějící axony (související se zánětem). NK-buňky a CD4+ T-buňky vykazují změny v metylaci netrinové i integrinové dráhy. U B-buněk, CD8+ T-buněk a u monocytů jsou narušeny dráhy související s extracelulární matrix (pro regeneraci tkání).

Úroveň metylace tedy může pomoci rozeznat dokonce i ve velmi raných stadiích CIS, zda se u pacienta rozvine roztroušená skleróza, nebo zda onemocnění ve stadiu CIS nadále přetrvá.

Redakčně zpracováno ze sdělení, které na 8. společné konferenci ACTRIMS-ECTRIMS – MSVirtual2020 přednesl:
Alexandre Xavier
School of Biomedical Sciences and Pharmacy, Faculty of Health and Medicine, University of Newcastle, Austrálie