Nyckeln till progression av myasthenia gravis kan vara gömd i serum
Forskare har identifierat tidigare odetekterbara biomarkörer som kan hjälpa till att diagnostisera och styra behandlingen av en sällsynt autoimmun sjukdom.
Autoimmuna tillstånd är en klass av sjukdom där en persons immunsystem producerar antikroppar för att attackera vävnader i kroppen.
Det finns många typer av autoimmun sjukdom, och i en ny studie fokuserade forskare specifikt på myasthenia gravis (MG).
MG är ett sällsynt tillstånd som kännetecknas av svaghet och snabb utmattning av frivilliga muskler. Symtom förvärras ofta efter ansträngning.
MG är en kronisk sjukdom och kan vara försvagande och i vissa fall dödlig. Det drabbar mellan 14–40 personer per 100 000 i USA, och det finns inget känt botemedel.
Behandling involverar vanligtvis mediciner för att öka nivåerna av den organiska kemiska acetylkolin som är tillgänglig för att stimulera receptorer och förbättra muskelstyrkan, samt läkemedel för att undertrycka immunsystemet.
Historiskt sett har diagnosen MG varit svår eftersom symtomen ofta efterliknar andra neurologiska tillstånd, såsom stroke.
Nu har ett forskargrupp - baserat vid University of Alberta, Edmonton, i Kanada - visat att MG inte bara kan detekteras, utan dess sjukdomsprogression kan förutsägas av närvaron av vissa metaboliska biomarkörer i blodserum.
Forskarna hoppas att deras resultat, som visas i tidskriften Metabolomics, kommer att hjälpa kliniker att diagnostisera denna svår identifierbara sjukdom. Dr. Zaeem Siddiqi, en neurolog och doktorand Derrick Blackmore, Ph.D., ledde den nya forskningen.
Varför är biomarkörer användbara?
En biomarkör är en liten biologisk förening som definieras av dess patologiska betydelse för att identifiera vissa sjukdomar. Många sjukdomar kan upptäckas genom förekomst av biomarkörer i blodserum, och dessa markörer kan hjälpa till att indikera vilken typ av behandling en person kan svara bäst på.
”Upptäckt av biomarkörer är ett viktigt steg i individualiserad medicin,” förklarar Dr. Siddiqi.
För närvarande diagnostiseras MG via detektion av acetylkolinreceptor och anti-MuSK, eller muskelspecifikt kinas, antikroppar.
Tidigare forskning har dock visat att dessa inte korrelerar med sjukdomens svårighetsgrad eller kliniska svar. Identifieringen av biomarkörer för att upptäcka svårighetsgraden av MG har varit svårfångad - fram till nu.
Den nya studien fokuserade på tre ämnesgrupper. Den första bestod av 46 deltagare med MG, den andra bestod av 23 deltagare med reumatoid artrit (en referens autoimmun sjukdom), och den tredje omfattade 49 friska kontrolldeltagare.
Studien var ett tvåkontrollsätt för metabolomics-profilering. Människor med reumatoid artrit uppvisade fysiskt identiska symtom som de med MG, och alla deltagare var ålders- och könsmatchade så nära som möjligt.
Forskarna extraherade serum från varje person och analyserade dess huvudkomponenter. De filtrerade sedan metaboliterna för att ta bort de som är gemensamma för båda sjukdomsgrupperna och lämnade bara de unika markörerna, varav det fanns 12.
Metabolomics-profilering hjälper till att upptäcka MG
Metabolomics-profilering är studiet av kemiska processer och molekyler - inklusive mellanprodukter och biprodukter - involverade i ämnesomsättningen, vilket är viktigt för cell- och organismöverlevnad.
Förändringar i metabolomics kan få katastrofala konsekvenser och ofta leda till sjukdom. Metabolitmarkörer erbjuder möjligheten att identifiera specifika problem i ämnesomsättningen associerade med specifika tillstånd, såsom MG.
Forskarna fann en tydlig skillnad i metabolitmarkörer bland alla tre studiekohorter. Dessutom fanns en tydlig åtskillnad mellan olika stadier av sjukdomen, vilket möjliggjorde analys av sjukdomsprogression.
Det fanns specifik uppreglering av kortkedjiga ketosyror hos deltagare med MG jämfört med kontroller. Detta inkluderade föreningar såsom α-ketobutyrsyra, en nyckelregulator för metaboliska vägar.
Uppregleringen av α-ketobutyrsyra antyder att det finns ökad metabolisk aktivitet i cellerna hos personer med MG. Majoriteten av metaboliter som forskarna identifierade har också betydande roller i energiproduktionsvägarna.
Intressant har forskare också observerat uppreglering av vissa metaboliter i blodserumet hos personer med MS, vilket tyder på att båda dessa störningar är kopplade till energiförändring i metaboliska vägar.
Nedsatt glykolys leder till minskad adenosintrifosfatsyntes, och i sin tur kan detta leda till celldöd och degeneration, symtomatisk för MG.
Studiens styrkor och begränsningar
Denna studie visar en snabb identifiering av metaboliter som finns hos personer som visar symtom på MG. Detta skulle ge en stor fördel för läkare som behandlar sjukdomen och möjliggöra snabbare diagnos.
”Just nu har vi inte förmågan att hantera [MG] på ett mer specifikt sätt; vi behandlar alla patienter på samma sätt, förklarar Dr. Siddiqi. Men de nya resultaten kan förändra detta.
"Nu har vi ett unikt fingeravtryck eller en karta över metaboliter som enkelt kan skilja friska individer från dem med [MG] och en väg till upptäckten av mer exakta och specifika behandlingar."
Dr. Zaeem Siddiqi
"Det vi försöker göra med denna biomarkörsupptäckt är att utveckla behandlingar som är specifika för patientens behov, att ha en mer exakt hantering och att kunna mer exakt förutsäga effekterna av behandlingarna", fortsätter forskaren.
Även om denna studie banar väg för mer detaljerad analys av den metaboliska profilen för MG, finns det begränsningar i arbetet.
Dessa inkluderar det faktum att en del av kohorten tidigare hade behandlats med läkemedel som kunde ha förändrat deras metaboliska profil och att deltagarna inte var tvungna att fasta innan studien.
Båda dessa faktorer kunde ha bidragit till att identifiera falska positiva effekter. Analysen skulle också dra nytta av en mycket större samplingspool. Detta skulle också hjälpa till att korrelera arbete från tidigare studier.
Trots begränsningarna är det uppenbart att resultaten kan gynna dem som för närvarande lever med MG eller liknande förhållanden.
