Biomarcatore nel sangue rivela segni di sclerosi multipla anni prima / Blood Biomarker Reveals Signs of Multiple Sclerosis Years Before
Biomarcatore nel sangue rivela segni di sclerosi multipla anni prima / Blood Biomarker Reveals Signs of Multiple Sclerosis Years Before
La sclerosi multipla (SM) è una malattia infiammatoria cronica del sistema nervoso centrale (SNC) e colpisce quasi un milione di americani. Non esiste una cura, quindi i trattamenti si concentrano sull’aiutare i pazienti a gestire i sintomi, controllare le riacutizzazioni e rallentare la progressione della malattia. Ora, gli scienziati dell’Università della California, San Francisco (UCSF) hanno scoperto un precursore nel sangue di alcune persone che in seguito avrebbero sviluppato la SM. Questi risultati potrebbero potenzialmente accelerare i trattamenti per i pazienti con SM.
In circa un caso su dieci di SM, l’organismo inizia a produrre una serie distintiva di anticorpi contro le proprie proteine anni prima che si manifestino i sintomi. Questi autoanticorpi sembrano legarsi sia alle cellule umane che ai comuni agenti patogeni, forse spiegando gli attacchi immunitari al cervello e al midollo spinale che sono il segno distintivo della SM.
I risultati sono pubblicati su Nature Medicine.
Gli scienziati sperano che gli autoanticorpi che hanno scoperto possano un giorno essere rilevati con un semplice esame del sangue, dando ai pazienti un vantaggio nel ricevere il trattamento.
"Negli ultimi decenni, c'è stato un movimento nel campo per trattare la SM più precocemente ed in modo più aggressivo con terapie più nuove e più potenti", ha affermato il neurologo dell'UCSF Michael Wilson, MD, autore senior dell'articolo. “Un risultato diagnostico come questo rende più probabile un intervento così precoce, dando ai pazienti la speranza di una vita migliore”.
Nel 2014, Wilson ha unito le forze con Joe DeRisi, PhD, presidente del Chan Zuckerberg Biohub SF e autore senior dell'articolo, per sviluppare strumenti migliori per smascherare i colpevoli delle malattie autoimmuni. Hanno adottato una tecnica in cui i virus sono progettati per visualizzare frammenti di proteine come bandiere sulla loro superficie, chiamata phage display immunoprecipitation sequencing (PhIP-Seq), e l’hanno ulteriormente ottimizzata per schermare il sangue umano alla ricerca di autoanticorpi.
PhIP-Seq rileva gli autoanticorpi contro più di 10.000 proteine umane, sufficienti per indagare quasi tutte le malattie autoimmuni. Nel 2019, l’hanno utilizzato con successo per scoprire una rara malattia autoimmune che sembrava derivare dal cancro ai testicoli.
Gli scienziati ritengono che il loro sistema di visualizzazione dei fagi potrebbe rivelare gli autoanticorpi dietro gli attacchi immunitari della SM e creare nuove opportunità per comprendere e curare la malattia.
Il gruppo ha analizzato il sangue di 250 pazienti affetti da SM raccolti dopo la diagnosi, oltre a campioni prelevati cinque o più anni prima, quando si erano arruolati nell'esercito. I ricercatori hanno anche esaminato campioni di sangue comparabili di 250 veterani sani.
Tra il gran numero di soggetti e la tempistica prima e dopo dei campioni, si trattava di "una fenomenale coorte di individui da osservare per vedere come si sviluppa questo tipo di autoimmunità nel corso dell'esordio clinico di questa malattia", ha affermato Colin Zamecnik, PhD, ricercatore post-dottorato nei laboratori di DeRisi e Wilson.
Utilizzando solo un millesimo di millilitro di sangue per ogni momento, gli scienziati pensavano di vedere un aumento degli autoanticorpi non appena fossero comparsi i primi sintomi della SM. Tuttavia, hanno scoperto che il 10% dei pazienti con SM aveva una sorprendente abbondanza di autoanticorpi anni prima della diagnosi.
La dozzina circa di autoanticorpi si sono tutti attaccati ad un modello chimico che somigliava a quello trovato nei virus comuni, incluso il virus Epstein-Barr (EBV), che infetta più dell'85% di tutte le persone, ma è stato segnalato in studi precedenti come concausa di SM.
Anni prima della diagnosi, questo sottogruppo di pazienti con SM presentava altri segni di una guerra immunitaria nel cervello. Ahmed Abdelhak, MD, coautore dell'articolo e ricercatore post-dottorato nel laboratorio UCSF di Ari Green, MD, ha scoperto che i pazienti con questi autoanticorpi avevano livelli elevati di neurofilamento leggero (Nfl), una proteina che viene rilasciata quando i neuroni si distruggono.
"Quando analizziamo persone sane utilizzando la nostra tecnologia, tutti sembrano unici, con la propria impronta digitale di esperienza immunologica, come un fiocco di neve", ha affermato DeRisi. "È quando la firma immunologica di una persona assomiglia a quella di qualcun altro, e smette di assomigliare a fiocchi di neve, che iniziamo a sospettare che qualcosa non va, ed è ciò che abbiamo riscontrato in questi pazienti con SM."
Per confermare i loro risultati, gli scienziati hanno analizzato campioni di sangue dei pazienti coinvolti nello studio UCSF ORIGINS. Tutti questi pazienti presentavano sintomi neurologici ed a molti, ma non a tutti, è stata diagnosticata la SM.
Ancora una volta, il 10% dei pazienti dello studio ORIGINS a cui era stata diagnosticata la SM presentava lo stesso pattern autoanticorpale. Il modello era predittivo al 100% di una diagnosi di SM. Sia nel gruppo del Dipartimento della Difesa che nel gruppo ORIGINS, ogni paziente con questo modello di autoanticorpi aveva la SM.
"La diagnosi non è sempre semplice per la SM, perché non abbiamo biomarcatori specifici della malattia", ha detto Wilson. "Siamo entusiasti di avere tutto ciò che può dare maggiore certezza diagnostica in anticipo, di avere una discussione concreta sull'opportunità di iniziare il trattamento per ciascun paziente."
“Immaginiamo se potessimo diagnosticare la SM prima che alcuni pazienti raggiungano la clinica”, ha affermato Stephen Hauser, MD, direttore dell’UCSF Weill Institute for Neurosciences e autore senior dell’articolo. “Aumenta le nostre possibilità di passare dalla soppressione alla cura”.
ENGLISH
Multiple sclerosis (MS) is a chronic inflammatory disease of the central nervous system (CNS) and affects nearly a million Americans. There is no cure, so treatments focus on helping patients manage their symptoms, control flare-ups, and slow the progression of the disease. Now, University of California, San Francisco (UCSF) scientists have discovered a precursor in the blood of some people who later went on to develop MS. These findings could potentially hasten treatments for patients with MS.
In about one in ten cases of MS, the body begins producing a distinctive set of antibodies against its own proteins years before symptoms emerge. These autoantibodies appear to bind to both human cells and common pathogens, possibly explaining the immune attacks on the brain and spinal cord that are the hallmark of MS.
The findings are published in Nature Medicine.
The scientists hope the autoantibodies they have discovered will one day be detected with a simple blood test, giving patients a head start on receiving treatment.
“Over the last few decades, there’s been a move in the field to treat MS earlier and more aggressively with newer, more potent therapies,” said UCSF neurologist Michael Wilson, MD, a senior author of the paper. “A diagnostic result like this makes such early intervention more likely, giving patients hope for a better life.”
In 2014, Wilson joined forces with Joe DeRisi, PhD, president of the Chan Zuckerberg Biohub SF and a senior author of the paper, to develop better tools for unmasking the culprits behind autoimmune disease. They took a technique in which viruses are engineered to display bits of proteins like flags on their surface, called phage display immunoprecipitation sequencing (PhIP-Seq), and further optimized it to screen human blood for autoantibodies.
PhIP-Seq detects autoantibodies against more than 10,000 human proteins, enough to investigate nearly any autoimmune disease. In 2019, they successfully used it to discover a rare autoimmune disease that seemed to arise from testicular cancer.
The scientists believe their phage display system could reveal the autoantibodies behind the immune attacks of MS and create new opportunities to understand and treat the disease.
The group analyzed blood from 250 MS patients collected after their diagnosis, plus samples taken five or more years earlier when they joined the military. The researchers also looked at comparable blood samples from 250 healthy veterans.
Between the large number of subjects and the before-and-after timing of the samples, it was “a phenomenal cohort of individuals to look at to see how this kind of autoimmunity develops over the course of clinical onset of this disease,” said Colin Zamecnik, PhD, a postdoctoral researcher in DeRisi’s and Wilson’s labs.
Using a mere one-thousandth of a milliliter of blood from each time point, the scientists thought they would see a jump in autoantibodies as the first symptoms of MS appeared. However, they found that 10% of the MS patients had a striking abundance of autoantibodies years before their diagnosis.
The dozen or so autoantibodies all stuck to a chemical pattern that resembled one found in common viruses, including Epstein-Barr Virus (EBV), which infects more than 85% of all people, yet has been flagged in previous studies as a contributing cause for MS.
Years before diagnosis, this subset of MS patients had other signs of an immune war in the brain. Ahmed Abdelhak, MD, co-author of the paper and a postdoctoral researcher in the UCSF laboratory of Ari Green, MD, found that patients with these autoantibodies had elevated levels of neurofilament light (Nfl), a protein that gets released as neurons break down.
“When we analyze healthy people using our technology, everybody looks unique, with their own fingerprint of immunological experience, like a snowflake,” DeRisi said. “It’s when the immunological signature of a person looks like someone else, and they stop looking like snowflakes that we begin to suspect something is wrong, and that’s what we found in these MS patients.”
To confirm their findings, the scientists analyzed blood samples from patients in the UCSF ORIGINS study. These patients all had neurological symptoms and many, but not all, went on to be diagnosed with MS.
Once again, 10% of the patients in the ORIGINS study who were diagnosed with MS had the same autoantibody pattern. The pattern was 100% predictive of an MS diagnosis. Across both the Department of Defense group and the ORIGINS group, every patient with this autoantibody pattern had MS.
“Diagnosis is not always straightforward for MS, because we haven’t had disease specific biomarkers,” Wilson said. “We’re excited to have anything that can give more diagnostic certainty earlier on, to have a concrete discussion about whether to start treatment for each patient.”
“Imagine if we could diagnose MS before some patients reach the clinic,” said Stephen Hauser, MD, director of the UCSF Weill Institute for Neurosciences and a senior author of the paper. “It enhances our chances of moving from suppression to cure.”
Da:
https://www.genengnews.com/topics/translational-medicine/blood-biomarker-reveals-signs-of-multiple-sclerosis-years-before/?MailingID=%DEPLOYMENTID%&utm_medium=newsletter&utm_source=GEN+Daily+News+Highlights&utm_content=01&utm_campaign=GEN+Daily+News+Highlights_20240419&utm_id=1133044561&oly_enc_id=8653B6936723E0S
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