Potențiali biomarkeri lacrimali pentru diagnosticarea bolii Parkinson — Un studiu pilotⅡ

3. Rezultate

3.1. Pacienți și parametri clinici

Între martie 2019 și octombrie 2019, 24 de pacienți cu iPD, trei purtători simptomatici ai mutației E46K-SNCA și 27 de subiecți CT au fost incluși în acest studiu pilot, ale cărui caracteristici generale sunt prezentate în tabelul 1. Durata medie a bolii pacienților cu PD a fost 9,36 ani și au avut o dizabilitate motorie bilaterală ușoară (scor UPDRS) și scoruri Hoehn și Yahr care sugerau o insuficiență motrică ușoară până la moderată. O caracteristică a pacienților cu IPD a fost că 40 la sută dintre ei aveau blefarită ușoară până la moderată.

3.2. Date nLC MS/MS Un total de 560 de proteine ​​lacrimale au fost identificate în probele analizate aici, prin studii proteomice anterioare asupra lacrimilor, și mai multe modificări specifice ale proteomului lacrimal au fost evidente la pacienții cu PD în raport cu CT. Proteinele cu abundență diferită cu studiile proteomice anterioare asupra lacrimilor și câteva modificări ale proteomului lacrimal specifice grupului au fost evidente la pacienții cu PD în raport cu CT. Au fost detectate proteine ​​cu abundențe diferite în ambele grupuri, deși majoritatea proteinelor dereglate din proteomul lacrimal al pacienților cu PD au fost supraexprimate. A fost efectuată o analiză a rețelei STRING PPI pentru a evalua interacțiunile dintre proteinele care au diferit semnificativ la pacienții cu PD și CT (Figura 1). Proteinele care au fost supraexprimate la pacienții cu PD au fost implicate în mult mai multe interacțiuni decât se aștepta, indicând faptul că creșterile respectivelor proteine ​​au o anumită legătură biologică (Figura 1A). Cu toate acestea, s-au observat relații mai slabe între proteinele care au fost reglate în jos, reprezentând un cluster diferențiat (Figura 1B). Majoritatea proteinelor exprimate diferențial ar putea fi localizate fie în compartimentele extracelulare, fie în compartimentele intracelulare.

Pentru a înțelege mai bine rolul potențial al proteinelor exprimate diferențial într-un context biologic, au fost efectuate analize de adnotare funcțională cu diferiți termeni de ontologie a genelor (GO). Ca rezultat, proteinele dereglate s-au văzut a fi implicate în diferite procese biologice (Figura 2): răspunsul imun (lipocalin 2-LCN 2, serpină B3-SPB3, peptidă secretată de celule dendritice foliculare-FDSCP, cadherin-MFGM și gelatinaza neutrofilă-). lipocalină asociată - NGAL); apoptoză (olfactomedin-4—OLFM4, caspază{-14—CASPE și gama-glutamil ciclotransferaza—GGCT); inflamație (Calprotectin-S100A8, S100A9); degradarea colagenului (mieloblastică-PRTN3 și metaloproteinaza 9-MMP9); sinteza proteinelor (ribonucleoproteină nucleară heterogenă A3—ROA3); diferențierea keratinocitelor (calmodulin-like protein 5—CALML5); transportul lipidelor (apolipoproteina D-APOD, apolipoproteina A2-APOA2 și proteina 2-LRP2 înrudită cu lipoproteinele cu densitate scăzută); și de apărare (mieloperoxidază-MPO, defensină alfa 3-DEFA 3, glutation peroxidază 3-GPX3, proteina-3-ca chitinazei 2-CH3L2 și lizozima C-LYSC).

Dacă pacienții cu PD au fost considerați toți împreună și separat ca pacienți cu iPD și pacienți cu mutația E46K-SNCA, proteinele lacrimale reglate în sus au fost evidente în toate aceste trei grupuri, expresia lor variind în fiecare (Figura 3). Trebuie remarcat faptul că au fost studiati doar trei pacienți purtători de mutația E46K-SNCA, iar dispersia datelor de atunci a fost mai mare. Aceleași proteine ​​au fost exprimate mai puternic în lacrimile pacienților cu mutația E46K-SNCA decât în ​​lacrimile pacienților cu iPD. Toate aceste comparații au fost făcute pe valorile relativ la cele ale probelor lacrimale CT.

Tabelul 2 prezintă proteinele care au fost reglate în sus (ori > 1,5) și reglate în jos (orii <0,5) în grupul IPD cu blefarită în comparație cu pacienții cu IPD fără blefarită. Pacienții cu mutația E46K-SNCA nu au dezvoltat blefarită.

Dintre proteinele lacrimale dereglate la pacienții cu PD, s-a remarcat un grup de șase proteine, dintre care cinci au fost supraexprimate în grupul PD față de CT-uri (prelamină A/C-LMNA, catepsină D-CATD, ceramidaza acidă-ASAH1, endoplasmic de tranziție). reticul ATPaza-TERA și dineina citoplasmatică 1-DYHC1), în timp ce una dintre ele a fost reglată în jos (tripeptidil-peptidaza 1-TPP1: Tabelul 3). Aceste proteine ​​au fost asociate cu procese neurodegenerative, în principal modificări ale autofagiei lizozomale, apoptoză, transport axonal retrograd și procese demielinizante. A fost interesant de observat relația acestor proteine ​​cu modificările funcției lizozomale. Dintre cele șase proteine, trei au prezentat o capacitate bună de a clasifica corect pacienții cu PD și CT, așa cum se reflectă de valorile AUC ale curbelor ROC și au fost legate de modificări ale funcției lizozomale: CATD, ASAH1 și DYHC1.

Analiza de regresie logistică univariată a identificat patru variabile cu semnificație statistică la=0.05: vârsta pacienților și modificarea orificiilor în proteinele CATD, ASAH1 și DYHC1 (Tabelul 4).

În plus, proteinele LMNA și DYHC1 au fost observate a avea semnificație statistică la=0.1. Un model de regresie logistică multivariată a fost stabilit luând în considerare vârsta și proteinele cu orice nivel de semnificație. În timp ce modelul general a arătat semnificație doar în cazul proteinei CATD (Tabelul 5), modelul era probabil să fi fost afectat de numărul mic de probe disponibile, iar creșterea numărului de probe studiate ar putea identifica alte variabile semnificative.

4. Discutie

Prezentul studiu a fost realizat pentru a analiza proteinele prin cromatografie nano-lichidă-spectrometrie de masă (nLC-MS/MS) și pentru a le selecta pe cele legate de boli neurodegenerative care au avut o putere discriminatorie mai mare între grupurile PD și TC studiate. În ultimii ani au fost efectuate mai multe căutări pentru biomarkeri candidați în lacrimile pacienților cu PD; cu toate acestea, concluzia a fost că au fost necesare studii de validare suplimentare pentru a găsi cel mai bun biomarker candidat de diagnostic sau prognostic pentru această patologie. Diagnosticul de PD se bazează în prezent pe prezența simptomelor motorii și non-motorii, inclusiv tulburări de somn sau deficite olfactive. Simptomele motorii apar în principal atunci când pierderea neuronilor dopaminergici ajunge la aproximativ 50-60%.

Click to life extension cistanche pentru boala Parkinson

Prin urmare, realizarea unui diagnostic precoce va deschide calea pentru modificarea cursului bolii și sperăm să întârzie invaliditatea severă cauzată de această patologie. Această problemă a devenit un aspect cheie în cercetarea PD, deși lipsa biomarkerilor validi reprezintă un obstacol major care împiedică identificarea pacienților în stadii preclinice sau prodromale, precum și monitorizarea evoluției bolii și a efectelor tratamentelor.

Din acest motiv, prezentul studiu și-a propus să caute un biomarker de încredere al PD într-un lichid neinvaziv, cum ar fi lacrimile. Ochiul are multe elemente neuronale și vasculare care se găsesc și în creier, ceea ce îl face ideal pentru descoperirea de noi biomarkeri care ar putea fi utilizați pentru a diagnostica PD sau alte boli neurodegenerative, precum și în descoperirea de noi ținte terapeutice. Aici, lacrimile de la pacienții cu PD și CT au fost obținute prin capilare de sticlă fără anestezie prealabilă și fără atingerea suprafeței oculare. Studii-pilot anterioare asupra lacrimilor pacientului au fost efectuate cu un grup de lacrimi ale pacientului [19], iar analiza noastră este prima analiză individuală a lacrimilor care va permite identificarea unor markeri individuali specifici. Folosind capilarele pentru a obține probele lacrimale, evităm atingerea epiteliului conjunctival, discriminând astfel proteinele găsite în lacrimă de proteinele conjunctivale, așa cum se întâmplă cu utilizarea benzilor Schirmer. În studiul nostru, am găsit proteine ​​​​dereglate semnificativ la pacienții cu PD.

Aceste proteine ​​sunt implicate în principal în procesele inflamatorii și neurodegenerative, apoptoză și răspunsurile imune. Inflamația este omniprezentă în bolile neurodegenerative, inclusiv în PD, iar studiile recente au identificat că epitopii celulelor T derivați de -syn sunt recunoscuți de preferință la pacienții cu PD, precum și celulele T din regiunile țintă PD, sugerând posibil o componentă autoimună a PD [20]. ]. Se credea că neuronii sunt protejați de atacurile autoimune, dar neuronii dopaminergici sunt vulnerabili, deoarece au proteine ​​pe suprafața lor celulară care ajută sistemul imunitar să recunoască substanțele străine [21]. Celulele T pot confunda neuronii afectați de boală cu substanțe străine și, ca rezultat, Sulzer și colab. a propus un model în care celulele T-syn-specifice cauzează moartea neuronală în bolile neurodegenerative asociate cu plierea greșită specifică a acestei proteine. În studiul nostru, grupuri de proteine ​​dereglate legate de răspunsul imun, cum ar fi LCN2, SPB3 și FDSCP, printre altele, au fost observate în probele lacrimale. Cu toate acestea, anumite imunoglobuline implicate în răspunsul imun, cum ar fi IgA2, nu au prezentat diferențe semnificative statistic între grupul PD și grupul CT.

Sunt necesare studii suplimentare pentru a elucida dacă această relație dintre răspunsul imun și proteinele găsite în lacrimi este direct legată de PD. Neuroinflamația poate fi definită ca un eveniment inflamator nespecific în creier, iar întregul SNC are o componentă neuroinflamatoare, care este evidentă în boli precum scleroza multiplă (SM), anevrismele cerebrale și accidentele cerebrovasculare, epilepsia, AD și PD și în care a fost implicată activitatea enzimelor de degradare a matricei extracelulare (ECM) sau metaloproteazelor (MMP). MMP-urile participă la multe procese fiziologice și patologice din creier și sânge. Bariera hematoencefalică (BBB) ​​este formată din capilarele endoteliale care separă alimentarea cu sânge a creierului, iar funcția sa rezidă în trei structuri care sunt esențiale pentru integritatea sa: celulele endoteliale ale capilarelor creierului, joncțiunile strânse (TJs). ) între aceste celule și membrana bazală. Endoteliul este o barieră pentru compușii hidrofili mici, deoarece TJ sigilează golurile dintre celulele endoteliale adiacente, împiedicând trecerea necontrolată a substanțelor dizolvate între aceste celule și transformând endoteliul cerebral într-o barieră relativ impermeabilă [22,23].

Cu toate acestea, membrana bazală conectează aceste celule endoteliale la pericite și astrocite pentru a forma unitatea neurovasculară care facilitează comunicarea dintre celule. Această membrană este fundamentală pentru ca BBB să funcționeze adecvat și, ca atare, pentru homeostazia creierului și sănătatea sa generală. S-a propus că MMP-urile perturbă în mod specific TJ-urile și digeră membrana bazală a endoteliului, contribuind astfel la anumite boli ale creierului [24]. Deși este dificil din punct de vedere tehnic să se demonstreze activitatea MMP in vivo, o activitate mai puternică a MMP a fost asociată cu o permeabilitate mai mare a BBB în urma unui accident cerebrovascular și în timpul reperfuziei in vivo [25]. O creștere a ARNm și a activității MMP-2 și MMP-9 a fost descrisă după reperfuzie la șobolani hipertensivi cu ocluzie a arterei cerebrale mediale (MCAO) [26]. Mai mult, scurgerea BBB a fost detectată și în cortexul piriform al acestor șobolani, împreună cu perturbarea TJ-urilor, indicând faptul că aceste MMP-uri modifică integritatea BBB prin degradarea proteinelor TJ [26]. Ca atare, și în ciuda provocărilor tehnice, există unele dovezi că MMP-urile digeră proteinele TJ și ECM in vivo.

Expresia și activitatea MMP-1, -2 și -9 au fost determinate în țesutul cerebral postmortem de la pacienții cu PD și, deși nu au fost observate modificări în MMP-1 și MMP -9 în comparație cu martorii potriviți în funcție de vârstă, o reducere cu 50% a activității MMP-2 a fost evidentă în SN al pacienților cu PD [27]. S-a propus că activitatea mai slabă a MMP 2 ar putea ajuta neuronii dopaminergici și neuritele lor să supraviețuiască în SN [27]. Mai mult, MMP-3 a fost studiată și despre PD, care ar putea fi implicată în scindarea -syn. MMP-3 scindează -syn purificat in vitro și agregarea -syn crește în prezența agregatelor MMP-3 care ar fi dăunătoare în special celulelor dopaminergice din PD. În mod semnificativ, MMP-1, -2 și -9 și MT{1-MMP scindează, de asemenea, -syn purificat, deși mai puțin eficient decât MMP-3 [28]. MMP-3 pare să fie implicată în neurodegenerarea dopaminergică, neuroinflamație și integritatea BBB în PD; cu toate acestea, vor fi necesare studii suplimentare pentru a clarifica rolul tuturor acestor MMP în PD și dacă inhibarea lor specifică ar putea reprezenta o strategie terapeutică validă. Aici, nivelurile MMP-9 au fost mai mari în lacrimile pacienților cu PD, atât la pacienții cu iPD (de 2,8-ori), cât și la cei care poartă mutația E46K-SNCA (3-ori).

Aceștia din urmă pacienți cu PD nu au dezvoltat blefarită, sugerând astfel că creșterea concentrațiilor de MMP-9 nu este la fel de puternic asociată cu blefarită ca și cu patologia PD. Cu toate acestea, analizând grupurile iPD separat, vedem că există o supraexpresie mai puternică a MMP-9 la pacienții cu IPD cu blefarită, de 3,08 ori mai mare decât la pacienții cu IPD fără blefarită. Am studiat anterior contribuția acestui MMP la ruptură la pacienții cu patologii ale suprafeței oculare [29,30]. Cu toate acestea, vor fi necesare studii suplimentare pentru a determina dacă creșterea MMP-9 este direct legată de PD sau patologii ale suprafeței oculare care ar putea modifica analiza lacrimală.

Se acumulează dovezi cu privire la rolul important al metabolismului energetic în bolile neurodegenerative, inclusiv PD. Fracțiile lipidice anormale și peroxidarea lipidică au fost evaluate la pacienții cu PD [31] și, ca urmare, fracțiile lipidice au fost propuse ca posibili biomarkeri de protecție ai PD. Studiile epidemiologice recente pe o cohortă prospectivă sau cu modele caz-control au încercat să evalueze asocierile dintre fracțiile lipidice și riscul de PD [32-35]. Unele dintre aceste studii au avut eșantion de dimensiuni mici, în timp ce altele au examinat doar fracțiuni lipidice specifice, în principal colesterolul, sau au controlat pentru un număr limitat de potențiali factori de confuzie. Deși s-a observat o asociere consecventă între nivelurile mai ridicate de colesterol și un risc mai scăzut de PD, cauza de bază este necunoscută și trebuie evaluat dacă se observă rezultate similare pentru alte fracții lipidice. În probele de lacrimă testate aici, membrii familiei de apolipoproteine ​​(APO) par a fi dereglați, o familie de proteine ​​implicate în multe tulburări neurodegenerative. Proteina APOE participă la mai multe tulburări ale creierului, inclusiv AD, SM, leziuni traumatice ale creierului și boala Creutzfeldt-Jakob [36-38], crescând posibilitatea ca ApoE să joace, de asemenea, un rol semnificativ în dezvoltarea PD. Mai mult, au fost detectate niveluri mai ridicate de colesterol în creierul unui model de șoarece transgenic de PD și, deoarece APO-urile sunt implicate în menținerea homeostaziei colesterolului, ar putea exista o posibilă asociere între APO și PD [39].

Cu toate acestea, puține studii s-au concentrat asupra rolului APO în PD. În SNC, APO-urile sunt produse de celulele gliale și sunt preluate de neuroni pentru a fi utilizate în creșterea axonilor și pentru activitatea sinaptică. În plus, se crede că ApoE are un rol neuroprotector, prevenind apoptoza neuronilor și a celulelor ganglionare retiniene (RGC) [40]. Expresia APO în creierul uman este influențată de tipul de APO și de vârsta individului. Dintre diferitele APO, ApoE, ApoD și ApoJ sunt cele mai puternic exprimate în creier. Cu toate acestea, nivelurile lor de expresie s-ar putea schimba în diferite etape ale vieții și, de exemplu, există cu 50% mai multă ApoE în creierul neonatal decât în ​​cel al unui adult, în timp ce există de aproximativ 10 ori mai multe ApoD și ApoJ în creierul adultului decât în cea a embrionului. ApoD se exprimă în principal în creier, nervi periferici, placentă, plămâni, ovar și splină [41]. În mostrele noastre de lacrimi, ApoD pare să fie supraexprimat la pacienții cu PD. Celulele gliale apropiate de SN ale pacienților cu PD au mai mult ApoD, despre care se crede că este legat de stresul oxidativ, deoarece ApoD protejează celulele de stresul oxidativ, iar expresia sa îmbunătățită inhibă peroxidarea lipidelor [42].

Într-adevăr, expresia ApoD în trunchiul cerebral pare să protejeze împotriva neurodegenerării, iar în creierul deteriorat, neuronii nu exprimă ApoD [41]. Astfel, ApoD în lacrimă justifică studii suplimentare la pacienții cu PD și la cei cu alte boli neurodegenerative pentru a evalua dacă are un adevărat efect neuroprotector la astfel de pacienți. Printre alte proteine ​​găsite a fi dereglate în studiul de față, un grup mic a fost selectat datorită implicării lor în procesele neurodegenerative, în special în autofagia lizozomală sau transportul neuronal. Calea ubiquitin-proteazom (UPP) a fost propusă să joace un rol cheie în degradarea -syn [43]; cu toate acestea, există tot mai multe dovezi că lizozomul poate media, de asemenea, degradarea -syn [44,45]. Indiferent de calea exactă de autofagie prin care -sin intră în lizozom, se presupune că este degradat rapid de „sinucleinază” în condiții normale. În neuronii dopaminergici, există un echilibru dinamic între diferitele forme conformaționale și stări oligomerice ale proteinei -syn, care este modulat de factori care pot accelera sau inhiba agregarea și formarea fibrilelor [46]. Identificarea și caracterizarea speciilor toxice -syn sunt încă incomplete, iar multe studii s-au concentrat pe diferite stări de agregare a proteinelor.

Aceste studii au încercat să determine dacă speciile toxice corespund proteinelor fibrilare insolubile găsite în principal în LB sau, dimpotrivă, oligomerilor sau protofibrilelor de proteine ​​prefibrilare. Există tot mai multe dovezi in vivo și in vitro că speciile oligomerice sunt izoformele cele mai relevante din punct de vedere patologic [47,48] și chiar s-a propus că LB-urile ar putea fi protectoare, reprezentând o formă de agresom. În circumstanțe fiziologice, -syn este activ la sinapse și este implicat în procese precum formarea, traficul și cuplarea veziculelor sinaptice (SV). De asemenea, este asociat cu reciclarea SV și cu stocarea dopaminei.

Fosforilarea și defosforilarea -syn conduce la activarea și dezactivarea acestei proteine, care este, de asemenea, controlată de autofagia lizozomală și degradarea proteazomului determinată de ubiquitinilație [49]. În condiții patologice provocate de diferiți stimuli, -syn suferă pliere, mutație sau fosforilare incorectă care duce la agregarea sa, afectând formarea și cuplarea veziculelor lizozomale fără a produce autofagie lizozomală și ducând la depunerea acesteia în neuronii dopaminergici, formarea de LB. şi apoptoză [49]. Rezultatele prezentate aici arată că, printre proteinele dereglate în lichidul lacrimal al pacienților cu PD, atât pacienții cu iPD, cât și purtătorii mutației E46K-SNCA, există două proteine ​​legate de autofagia lizozomală: CATD și ASAH1. CATD este o importantă aspartil protează lizozomală și, în mod interesant, deficiența CATD și inactivarea sa enzimatică la oameni au ca rezultat un debut precoce al neurodegenerării progresive și în cele din urmă fatale, care este clasificată ca unul dintre mai multe sindroame neuronale ceroid lipofuscinoze (NCL) [50,51] ]. In vitro, CATD produce proteoliza parțială a -syn recombinant [52], iar capacitatea CATD de a regla -syn a fost evaluată în celulele dopaminergice de tip sălbatic și mutante în cultură.

Mai mult, creierele mai multor mamifere cu deficit de CATD cu NCL au fost studiate pentru a evalua procesarea endogenă -syn și, în consecință, s-a ajuns la concluzia că activitatea enzimatică a CATD joacă un rol important în metabolismul -syn. Proteina ASAH1 este o enzimă lizozomală care transformă ceramida lizozomală în sfingozină. Inhibarea ASAH1 crește nivelurile de ceramide, reducând, de asemenea, cantitatea de -syn oxidată și cea a proteinei ubiquitinilate în neuronii dopaminergici derivați de la pacienții cu PD. O scădere a nivelurilor de ceramide datorită activității îmbunătățite a ASAH1 poate contribui la acumularea de -syn intracelular, deoarece modifică autofagia lizozomală, poate inhibă eliberarea de -syn în spațiul extracelular.

DYHC1 și LMNA sunt alte două proteine ​​relevante dereglate în lacrimile pacienților cu PD. DYHC1 este o proteină implicată în mișcarea organitelor în interiorul celulei și în transportul retrograd în axoni. Printre alte boli neurodegenerative, este implicată în AD și PD. Modificările la DYHC1 cauzează un transport slab la locația sa sinaptică normală și un clearance slab al proteinelor, cum ar fi cel al proteazei lizozomale catepsinei D [53]. Această secvență de evenimente propusă ar genera o spirală autocatalitică în care procesele care duc la inhibarea transportului axonal și producerea de -sin fosforilat devin mutual stimulate, oferind o explicație rațională pentru pierderea sinaptică timpurie în striatul pacienților cu PD. În cele din urmă, supraexprimarea proteinei LMNA în lacrima PD a fost implicată în demielinizare, dar aceasta nu a fost legată de PD până în prezent [54].

Totuși, acesta este un traseu care merită să fie luat în considerare în studiile viitoare. Acest studiu are unele limitări, cum ar fi numărul mic de pacienți incluși, așa că ar trebui considerat un studiu pilot, iar acest lucru trebuie luat în considerare la interpretarea rezultatelor. În plus, ar fi necesar să se valideze proteinele candidate, nu numai într-o cohortă mai mare, ci și să se verifice dacă apar în alte fluide corporale (adică sânge sau lichid cefalorahidian). De asemenea, este important de reținut că posibilele mecanisme propuse în acest articol sunt doar ipoteze care ar trebui verificate în studii ulterioare. În plus, trebuie remarcat faptul că, deoarece căutările în baza de date au luat în considerare secvențele canonice de proteine, nu au fost obținute informații despre proteoforme. Deși acest lucru ar putea reprezenta o limitare în specificul rezultatelor, credem că informațiile obținute la nivel de secvență canonică sunt încă de mare valoare și oferă perspective valoroase asupra caracteristicilor moleculare ale bolii.

Cu toate acestea, ar trebui să se țină cont de posibilitatea ca anumite proteoforme să fie responsabile pentru rezultatele adnotate atunci când se interpretează datele.

5. Concluzii

În acest studiu pilot, analiza proteomică a arătat că anumite proteine ​​au fost reglate în sus în lacrimile pacienților cu PD, în principal cele implicate în funcția lizozomală. Importanța acestui studiu în identificarea proteinelor din lacrimă implicate în neurodegenerare ar trebui evidențiată ca relația lor cu pacienții cu PD cu un fenotip de boală agresiv. Deoarece acesta a fost un studiu pilot, au fost studiati doar un număr limitat de pacienți. O limitare a studiului este diferența de vârstă dintre grupul de control și grupul PD. Analiza cu probe lacrimale la subiecții sănătoși fără patologii oculare este complicată deoarece, la o anumită vârstă, este dificil să găsești voluntari fără modificări ale filmului lacrimal. Studiile viitoare cu cohorte mai mari de pacienți ne vor permite să identificăm biomarkeri specifici pentru PD care ar ajuta în mod ideal la prezicerea debutului acestei boli.

Cu toate acestea, oferim aici dovezi că proteomul pacienților individuali poate fi analizat folosind doar o cantitate limitată de lacrimi. Cu o pregătire bună, cea mai bună modalitate de a extrage lacrimile pentru studiile proteomice este utilizarea unui capilar de sticlă, evitând astfel contaminarea celulară care poate apărea atunci când sunt utilizate benzile lui Schirmer. În studiile viitoare, sperăm să validăm rezultatele prezentate aici și să identificăm endofenotipurile PD prin profilul proteomic lacrimal, care ar putea servi la realizarea diagnosticului precoce al PD.

Referințe

1 George, JM Sinnucleinele. Genom Biol. 2001, 3, 1–6. [CrossRef]

2. Love, S. Investigarea neuropatologică a demenței: un ghid pentru neurologi. J. Neurol. Neurochirurgie. Psychiatry 2005, 76 (Supliment 5), v8–v14. [CrossRef]

3. Spillantini, MG; Schmidt, ML; Lee, VM-Y.; Trojanowski, JQ; Jakes, R.; Goedert, M. -Sinucleina în corpii Lewy. Natura 1997, 388, 839–840. [CrossRef]

4. Atik, A.; Stewart, T.; Zhang, J. Alpha-Synuclein ca biomarker pentru boala Parkinson. Patologia creierului. 2016, 26, 410–418. [CrossRef] [PubMed]

5. Satake, W.; Nakabayashi, Y.; Mizuta, I.; Hirota, Y.; Ito, C.; Kubo, M.; Kawaguchi, T.; Tsunoda, T.; Watanabe, M.; Takeda, A.; et al. Studiul de asociere la nivelul genomului identifică variante comune la patru loci ca factori de risc genetici pentru boala Parkinson. Nat. Genet. 2009, 41, 1303–1307. [CrossRef] [PubMed]

6. Polymeropoulos, MH; Higgins, JJ; Golbe, LI; Johnson, WG; Ide, SE; Di Iorio, G.; Sanges, G.; Stenroos, ES; Pho, LT; Schaffer, AA; et al. Maparea unei gene pentru boala Parkinson la cromozomul 4q21-q23. Science 1996, 274, 1197–1199. [CrossRef] [PubMed]

7. Zarranz, JJ; Alegre, J.; Gomez-Esteban, JC; Lezcano, E.; Ros, R.; Ampuero, I.; Vidal, L.; Hoenicka, J.; Rodriguez, O.; Atarés, B.; et al. Noua mutație, E46K, a -sinucleinei cauzează demența cu corp Lewy și Parkinson. Ann. Neurol. 2003, 55, 164–173. [CrossRef]

8. Archibald, NK; Clarke, deputat; Mosimann, UP; Arsuri, DJ Simptome vizuale în boala Parkinson și demența bolii Parkinson. Mov. dezordine. 2011, 26, 2387–2395. [CrossRef] [PubMed]

9. Safranow, K.; Nowacka, B.; Lubi ´nski, W.; Honczarenko, K.; Potemkowski, A. Caracteristici oftalmologice ale bolii Parkinson. Med Sci. Monit. 2014, 20, 2243–2249. [CrossRef] [PubMed]

10. Chesnokova, NB; Pavlenko, TA; Ugrumov, MV Tulburările oftalmice ca o manifestare a bolii Parkinson. Zhurnal Nevrologii i Psikhiatrii Imeni SS Korsakova 2017, 117, 124–131. [CrossRef] [PubMed]

11. Murueta-Goyena, A.; Del Pino, R.; Galdós, M.; Arana, B.; Acera, M.; Carmona-Abellán, M.; Fernández-Valle, T.; Tijero, B.; Lucas-Jiménez, O.; Ojeda, N.; et al. Grosimea retinei prezice riscul declinului cognitiv în boala Parkinson. Ann. Neurol. 2020, 89, 165–176. [CrossRef]

12. Nakahara, T.; Mori, A.; Kurauchi, Y.; Sakamoto, K.; Ishii, K. Interacțiuni neurovasculare în retină: roluri fiziologice și patologice. J. Pharmacol. Sci. 2013, 123, 79–84.3. [CrossRef]

13. Lopatina, EV; Penniyaynen, VA; Tsyrline, VA Impactul norepinefrinei și al blocanților selectivi ai 1 -adrenoceptorilor asupra creșterii explantelor de țesut retinian. Taur. Exp. Biol. Med. 2012, 153, 48–50. [CrossRef] [PubMed]

14. Bowd, C.; Zangwill, LM; Weinreb, RN; Girkin, CA; Fazio, MA; Liebmann, JM; Belghith, A. Diferențele rasiale în rata de schimbare a tomografiei cu coerență optică în domeniul spectral – Lățimea minimă a marginii măsurată și grosimea stratului de fibre nervoase retiniene. A.m. J. Oftalmol. 2018, 196, 154–164. [CrossRef] [PubMed] 15. Wisniewski, JR; Zougman, A.; Nagaraj, N.; Mann, M. Metoda universală de preparare a probelor pentru analiza proteomului. Nat. Metode 2009, 6, 359–362. [CrossRef]

16. Meier, F.; Geyer, PE; Winter, SV; Cox, J.; Mann, M. Metoda de achiziție BoxCar permite proteomica cu o singură injecție la o adâncime de 10,000 proteine ​​în 100 de minute. Nat. Metode 2018, 15, 440–448.3. [CrossRef] [PubMed]

17. Tyanova, S.; Temu, T.; Sinitcyn, P.; Carlson, A.; Hein, MELE; Geiger, T.; Mann, M.; Cox, J. Platforma de calcul Perseus pentru analiza cuprinzătoare a datelor (prote)omice. Nat. Metode 2016, 13, 731–740. [CrossRef] [PubMed]

18. Perez-Riverol, Y.; Csordas, A.; Bai, J.; Bernal-Llinares, M.; Hewapathirana, S.; Kundu, DJ; Inuganti, A.; Griss, J.; Mayer, G.; Eisenacher, M.; et al. Baza de date PRIDE și instrumentele și resursele aferente în 2019: îmbunătățirea suportului pentru datele de cuantificare. Acizi nucleici Res. 2019, 47, D442–D450. [CrossRef]

19. Boerger, M.; Funke, S.; Leha, A.; Roser, A.-E.; Wuestemann, A.-K.; Maass, F.; Bähr, M.; Grus, F.; Lingor, P. Analiza proteomică a lichidului lacrimal dezvăluie modele specifice bolii la pacienții cu boala Parkinson - Un studiu pilot. Parc. Relat. dezordine. 2019, 63, 3–9. [CrossRef]

20. Arlehamn, CSL; Garretti, F.; Sulzer, D.; Sette, A. Roluri pentru sistemul imunitar adaptativ în bolile Parkinson și Alzheimer. Curr. Opinează. Imunol. 2019, 59, 115–120. [CrossRef]

21. Sulzer, D.; Surmeier, DJ Vulnerabilitatea neuronală, patogeneza și boala Parkinson. Mov. dezordine. 2013, 28, 715–724. [CrossRef]

22. Martin, TA; Mansel, RE; Jiang, WG Efectul antagonist al NK4 asupra HGF/SF a indus modificări în rezistența transendotelială (TER) și permeabilitatea paracelulară a celulelor endoteliale vasculare umane. J. Cell. Physiol. 2002, 192, 268–275. [CrossRef]

23. Zlokovic, BV Bariera hematoencefalică în sănătate și tulburări neurodegenerative cronice. Neuron 2008, 57, 178–201. [CrossRef]

24. Feng, S.; Cen, J.; Huang, Y.; Shen, H.; Yao, L.; Wang, Y.; Chen, Z. Matrix Metaloproteinase-2 și -9 secretate de celulele leucemice măresc permeabilitatea barierei hematoencefalice prin perturbarea proteinelor din joncțiunea strânsă. PLoS ONE 2011, 6, e20599. [CrossRef]

25. Gu, Y.; Zheng, G.-Q.; Xu, M.; Li, Y.; Chen, X.; Zhu, W.; Tong, Y.; Chung, SK; Liu, KJ; Shen, J. Caveolin-1 reglează activitatea metaloproteinazelor matricei mediată de oxid nitric și permeabilitatea barierei hematoencefalice în ischemia cerebrală focală și leziunile de reperfuzie. J. Neurochem. 2011, 120, 147–156. [CrossRef] [PubMed]

26. Yang, Y.; Estrada, EY; Thompson, JF; Liu, W.; Rosenberg, GA Perturbarea mediată de matricea metaloproteinazei a proteinelor de joncțiune strânsă în vasele cerebrale este inversată de inhibitorul de metaloproteinază cu matrice sintetică în ischemia focală la șobolan. J. Cereb. Blood Flow Metab. 2007, 27, 697–709. [CrossRef] [PubMed]

27. Lorenzl, S.; Albers, DS; Narr, S.; Chirichigno, J.; Beal, M. Expresia MMP-2, MMP-9 și MMP-1 și contrareglatorii lor endogeni TIMP-1 și TIMP-2 în țesutul cerebral postmortem al bolii Parkinson Boală. Exp. Neurol. 2002, 178, 13–20. [CrossRef] [PubMed]

28. Kim, ST; Kim, E.-M.; Choi, JH; Fiul, HJ; Ji, IJ; Joh, TH; Chung, SJ; Hwang, O. Metaloproteinaza matricei-3 contribuie la vulnerabilitatea neuronilor dopaminergici nigrali. Neurochema. Int. 2010, 56, 161–167. [CrossRef]

29. Acera, A.; Vecino, E.; Duran, JA Tear MMP-9 Nivelurile ca marker al inflamației suprafeței oculare în conjunctivocalazia. Investig. Oftalmol. Vis. Sci. 2013, 54, 8285–8291. [CrossRef]

30. Recalde, JI; Duran, JA; Rodriguez-Agirretxe, I.; Soria, J.; Sanchez-Tena, MA; Pereiro, X.; Suarez, T.; Acera, A. Modificări ale nivelurilor de biomarkeri lacrimali în keratoconus după reticulare a colagenului corneean. Mol. Vis. 2019, 25, 12–21. [PubMed]

31. Dexter, DT; Carter, CJ; Wells, FR; Javoy-Agid, F.; Agid, Y.; Lees, A.; Jenner, P.; Marsden, CD Peroxidarea lipidelor bazale în Substantia Nigra este crescută în boala Parkinson. J. Neurochem. 1989, 52, 381–389. [CrossRef] [PubMed]

32. Huang, X.; Abbott, RD; Petrovici, H.; Poștaș, RB; Ross, GW Colesterol scăzut LDL și risc crescut de boală Parkinson: rezultate prospective din studiul de îmbătrânire din Honolulu-Asia. Mov. dezordine. 2008, 23, 1013–1018. [CrossRef] [PubMed]

33. Huang, X.; Alonso, A.; Guo, X.; Umbach, DM; Lichtenstein, ML; Ballantyne, CM; Mailman, R.; Mosley, TH; Chen, H. Statine, colesterol plasmatic și riscul bolii Parkinson: un studiu prospectiv. Mov. dezordine. 2015, 30, 552–559. [CrossRef]

34. Ma, VR; Gurevici, T.; Giladi, N.; El-Ad, B.; Tsamir, J.; Hemo, B.; Peretz, C. Colesterolul seric mai mare și riscul scăzut de boala Parkinson: Un studiu de cohortă fără statine. Mov. dezordine. 2018, 33, 1298–1305.

35. Zhang, L.; Wang, X.; Wang, M.; Sterling, NV; Du, G.; Lewis, MM; Yao, T.; Poștaș, RB; Li, R.; Huang, X. Nivelurile de colesterol circulante pot fi asociate cu factorii care influenteaza riscul Parkinson. Față. Neurol. 2017, 8, 501. [CrossRef]

36. Tamam, Y.; Tasdemir, N.; Yalman, M.; Tamam, B. Asociația genotipurilor apolipoproteinei E cu prognostic în scleroza multiplă. EURO. Rev. Med. Pharmacol. Sci. 2011, 15, 1122–1130.

37. Ponsford, J.; McLaren, A.; Schönberger, M.; Burke, R.; Rudzki, D.; Olver, J.; Ponsford, M. Asocierea dintre apolipoproteina E și severitatea leziunilor cerebrale traumatice și rezultatul funcțional într-un eșantion de reabilitare. J. Neurotrauma 2011, 28, 1683–1692. [CrossRef]

38. Amouyel, P.; Grupul de cercetare francez privind epidemiologia encefalopatiilor spongiforme umane; Vidal, O.; Laplanche, J.-L.; Launay, J. Alelele apolipoproteinei E ca factori majori de susceptibilitate pentru boala Creutzfeldt-Jakob. Lancet 1994, 344, 1315–1318. [CrossRef]

39. Koob, AO; Ubhi, K.; Paulsson, JF; Kelly, J.; Rockenstein, E.; Mante, M.; Adame, A.; Masliah, E. Lovastatin ameliorează acumularea și oxidarea sinucleinei în modelele de șoarece transgenic ale -sinucleinopatiilor. Exp. Neurol. 2010, 221, 267–274. [CrossRef]

40. Hayashi, H.; Campenot, RB; Vance, DE; Vance, JE Lipoproteinele care conțin apolipoproteină E protejează neuronii de apoptoză printr-o cale de semnalizare care implică proteina legată de receptorii de lipoproteine ​​de densitate joasă-1. J. Neurosci. 2007, 27, 1933–1941. [CrossRef]

41. Navarro, A.; Mendez, E.; Diaz, C.; del Valle, E.; Martinez-Pinilla, E.; Ordonez, C.; Tolivia, J. Expresia pe tot parcursul vieții a apolipoproteinei D în trunchiul cerebral uman: corelație cu neurodegenerarea redusă legată de vârstă. PLoS ONE 2013, 8, e77852. [CrossRef] [PubMed]

42. Elliott, DA; Weickert, CS; Garner, B. Apolipoproteins în creier: Implicații pentru tulburările neurologice și psihiatrice. Clin. Lipidol. 2010, 5, 555–573. [CrossRef] [PubMed]

43. Leroy, E.; Anastasopoulos, D.; Konitsiotis, S.; Lavedan, C.; Polymeropoulos, MH Deleții în gena Parkin și eterogenitatea genetică într-o familie grecească cu debut precoce al bolii Parkinson. Zumzet. Genet. 1998, 103, 424–427. [CrossRef] [PubMed]

44. Shin, Y.; Klucken, J.; Patterson, C.; Hyman, BT; McLean, PJ Capătul carboxil co-chaperon al proteinei care interacționează Hsp70-(CHIP) mediază deciziile de degradare a alfa-sinucleinei între căile proteazomale și lizozomale. J. Biol. Chim. 2005, 280, 23727–23734. [CrossRef] [PubMed]

45. Webb, JL; Ravikumar, B.; Atkins, J.; Skepper, JN; Rubinsztein, DC Alpha-Synuclein este degradată atât de autofagie, cât și de proteazom. J. Biol. Chim. 2003, 278, 25009–25013. [CrossRef]

46. ​​Dehay, B.; Bourdenx, M.; Gorry, P.; Przedborski, S.; Vila, M.; Hunot, S.; Singleton, A.; Olanow, CW; Comerciant, KM; Bezard, E.; et al. Direcționarea alfa-sinucleinei pentru tratamentul bolii Parkinson: Considerații mecanice și terapeutice. Lancet Neurol. 2015, 14, 855–866. [CrossRef] 47. Bengoa-Vergniory, N.; Roberts, RF; Wade-Martins, R.; Alegre-Abarrategui, J. Oligomeri alfa-synuclein: O nouă speranță. Acta neuropathol. 2017, 134, 819–838. [CrossRef]

48. Rockenstein, E.; Numero, S.; Overk, CR; Ubhi, K.; Mante, M.; Patrick, C.; Adame, A.; Trejo-Morales, M.; Gerez, J.; Picotti, P.; et al. Acumularea de alfa-sinucleină predispusă la oligomeri exacerbează degenerarea sinaptică și neuronală in vivo. Brain 2014, 137, 1496–1513. [CrossRef]

49. Datta, I.; Ganapathy, K.; Razdan, R.; Bhonde, R. Locația și numărul de astrocite determină supraviețuirea și funcția neuronului dopaminergic sub 6-stresul OHDA mediat prin eliberarea diferențială de BDNF. Mol. Neurobiol. 2017, 55, 5505–5525. [CrossRef]

50. Partanen, S.; Haapanen, A.; Kielar, C.; Pontikis, C.; Alexandru, N.; Inkinen, T.; Saftig, P.; Gillingwater, TH; Cooper, JD; Tyynela, J. Modificări sinaptice în sistemul talamocortical al șoarecilor cu deficit de catepsină D: un model de ceroid-lipofuscinoză neuronală congenitală umană. J. neuropathol. Exp. Neurol. 2008, 67, 16–29. [CrossRef]

51. Siintola, E.; Partanen, S.; Stromme, P.; Haapanen, A.; Haltia, M.; Maehlen, J.; Lehesjoki, AE; Tyynela, J. Deficiența de catepsină D stă la baza ceroid-lipofuscinozei neuronale umane congenitale. Brain 2006, 129, 1438–1445. [CrossRef] [PubMed]

52. Cullen, V.; Lindfors, M.; Ng, J.; Paetau, A.; Swinton, E.; Kolodziej, P.; Boston, H.; Saftig, P.; Woulfe, J.; Feany, MB; et al. Nivelul de expresie a catepsinei D afectează procesarea, agregarea și toxicitatea alfa-sinucleinei in vivo. Mol. Brain 2009, 2, 5. [CrossRef] [PubMed]

53. Chu, J.; Thomas, LM; Watkins, SC; Franchi, L.; Nunez, G.; Salter, RD Citolizinele dependente de colesterol induc eliberarea rapidă de IL-1beta matură din macrofagele murine într-o manieră dependentă de inflamazomul NLRP3 și catepsina B. J. Leukoc. Biol. 2009, 86, 1227–1238. [CrossRef]

54. Padiath, QS; Fu, YH Leucodistrofie autozomal dominantă cauzată de dublările laminei B1 un studiu de caz clinic și molecular al funcției și bolii nucleare alterate. Metode Cell Biol. 2010, 98, 337–357.

pentru mai multe informații:ali.ma@wecistanche.com