Κλινική μελέτη της απόπτωσης με βάση πρωτεΐνες του εγκεφαλονωτιαίου υγρού κα γνωσιακά προκλητά δυναμικά σε ασθενείς με ήπια νοητική έκπτωση

Abstract

Patients with mild cognitive impairment (MCI) have memory problems bigger than those expected due to aging, but do not experience any impairment in any other cognitive functions such as thought, cognition and attention or difficulties in daily life activities. Apoptosis is a normal procedure, essential for the development of multicellular organisms, and is believed to play a role in MCI pathogenesis. The aim of this study was the examination of the cognitive function of MCI patients, the assessment of the apoptotic process, using measurements of cerebrospinal fluid proteins levels, and the finding of potential correlations between possible mechanisms involved in MCI and Alzheimer’s disease (AD). The study group consisted of a total of one hundred and twenty one (121) subjects of which ninety one (91) patients with MCI and thirty (30) healthy controls. The mean±SD age of the patient group was 67.1±6.9 years (range 46-83 years) and of the control subjects 68.7±9.9 years (range 49-90 years). The patient group consisted of 35 males and 56 females and the control group of 15 males and 15 females. The two groups were matched for age (t-test, t=-0.96, p=0.34) and gender (χ²=1.24, p=0.27). All subjects underwent: a) An examination with auditory event-related potentials (AERPs). The exam was performed in the Clinical Neurophysiology Department of the 3rd Neurological Clinic of the Aristotle University of Thessaloniki in the hospital “G. Papanikolaou”. From the 91 patients, who underwent an exam with AERPs, 43 were re-examined after an average period time of 12 months (range 7-17 months) and 11 after an average time of 22 months (18-26 months) from baseline. 22 patients underwent a third examination after an average time of 23 (±3) months from baseline. b) The MMSE neuropsychometric test. A clinical evaluation of the current disease situation was performed in MCI patients. Furthermore a lumbar puncture was performed in 54 patients and the levels of the CSF proteins: beta amyloid₁₋₄₂, tau, Bcl-2, Fas, Fas-L and cytochrome c were determined. In 20 of these patients a second sample of CSF was taken after an average period of 11.5 months. During the study period, five patients developed AD. A statistical analysis was performed in the results of all the parameters in control subjects and MCI patients. The results in the control subjects reveal a significant increase with age of the latencies of the AERP waves N200, P300 and SW. Furthermore the latencies of all waves correlate significantly with each other. Therefore it seems that each one is dependent upon the other. There is a highly significant association between P300-N200 latency difference and P300, whereas similar correlation exists between the difference between SW and P300 latencies and the difference between the latencies of SW and N200. The difference between SW and P300 latencies is highly correlated with SW wave latency and associated with P300 latency. From the statistical analysis of the results in the MCI patients, similar correlations as those of the control group were observed, except for the correlations between latency differences SW-N200 and SW-P300 and SW-P300 with latencies of P300 and SW, which do not exist in MCI patients. Moreover, no significant correlation was observed in MCI patients between their performance in MMSE and the characteristics of the three AERP waves. A significant increase was observed in N200 latency in the baseline examination of the MCI patients that later developed AD. The use of a cut-off value of 300 ms resulted in a high sensitivity and specificity in the discrimination between MCI and AD patients. Therefore, there are indications that N200 latency may serve as an accurate neurophysiological diagnostic marker for the early diagnosis of AD. Moreover a significant correlation was observed between beta-amyloid levels and N200 latency both in the baseline and follow up exam. The combination of these parameters (cut-off values >287 ms for N200 latency and <500 pg/ml for beta-amyloid) has the maximum diagnostic accuracy (100% sensitivity, 100% specificity) for the progression of MCI patients to AD. A great increase in the levels of CSF tau protein (4-fold) was observed, in the small number of MCI patients that developed AD. A similar increase was also noticed in the levels of Fas-L and cytochrome c in the same patients, a fact that supports the theory that apoptosis is involved in AD but not in MCI. On the other hand, in the MCI patients that did not develop AD, only the tau protein levels were increased. We believe that, these results, indicate that MCI and AD are two distinct and in many ways not relevant clinical entities. It may be that MCI serves as an aggravating factor for the development of AD but it is not a causal factor for AD. Furthermore, in our view, the correlations that exist between CSF cytochrome c levels and N200 amplitude, as well as between CSF beta-amyloid levels and N200 latency (which implies that N200 amplitudes are influenced by whatever processes accompany changes in beta-amyloid during MCI), indicates that MCI probably attacks those cells of the human cortex that are involved in lateral inhibition.

Άτομα που πάσχουν από ΗΝΔ αντιμετωπίζουν προβλήματα μνήμης μεγαλύτερα από τα αναμενόμενα λόγω γήρανσης, αλλά δεν παρουσιάζουν κάποια άλλη διαταραχή, όπως αυτή της σκέψης, της νόησης και της προσοχής ούτε και διαταραχή στις δραστηριότητες της καθημερινής ζωής. Σε ένα σημαντικό ποσοστό των ασθενών με ΗΝΔ η ασθένεια εξελίσσεται σε ΝΑ, στην παθογένεια της οποίας πιστεύεται ότι παίζει ρόλο η απόπτωση, μια φυσιολογική διαδικασία απαραίτητη για την ανάπτυξη των πολυκύτταρων οργανισμών. Σκοπός της διατριβής ήταν η εξέταση της νοητικής λειτουργίας ασθενών με ΗΝΔ, η αξιολόγηση της αποπτωτικής διαδικασίας, όπως αυτή προσδιορίζεται με την μέτρηση των επιπέδων πρωτεϊνών του εγκεφαλονωτιαίου υγρού και η εύρεση πιθανών συσχετίσεων με τους μηχανισμούς που εμπλέκονται στην ΗΝΔ και τη ΝΑ, με τη χρήση και των αποτελεσμάτων από εξετάσεις με ΑΓΠΔ. Στη μελέτη έλαβαν μέρος εκατόν είκοσι ένα (121) άτομα, που εξετάσθηκαν στα Εξωτερικά Ιατρεία Μνήμης και Άνοιας της Γ' Νευρολογικής Κλινικής της Ιατρικής Σχολής του ΑΠΘ στο Νοσοκομείο «Γ. Παπανικολάου», από τα οποία ενενήντα ένα (91) με ΗΝΔ και τριάντα (30) υγιείς εθελοντές που αποτέλεσαν την ομάδα ελέγχου. Ο μέσος όρος της ηλικίας των ασθενών ήταν 67,1 ±6,9 έτη (εύρος 46-83 έτη) και της ομάδας ελέγχου 68,7±9,9 (εύρος 49-90 έτη). Από την ομάδα των ασθενών τριάντα πέντε (35) ήταν άνδρες και πενήντα έξι (56) γυναίκες, ενώ από την ομάδα ελέγχου, δέκα πέντε (15) ήταν άνδρες και δέκα πέντε (15) γυναίκες. Τα άτομα των δυο ομάδων εμφανίζουν ομοιογένεια ως προς την ηλικία (t-test, t=-0,96, p=0,34) και το φύλο (χ²=1,24, p=0,27). Όλα τα άτομα που συμμετείχαν στη μελέτη υποβλήθηκαν: α) σε εξέταση με ακουστικά γνωσιακά προκλητά δυναμικά (ΑΓΠΔ). Η εξέταση πραγματοποιήθηκε στο Εργαστήριο Κλινικής Νευροφυσιολογίας της Γ’ Νευρολογικής Κλινικής της Ιατρικής Σχολής του ΑΠΘ, στο Νοσοκομείο «Γεώργιος Παπανικολάου». Από τους 91 ασθενείς που υποβλήθηκαν σε εξέταση ακουστικών προκλητών δυναμικών, 43 υποβλήθηκαν σε επανεξέταση μετά από ένα μέσο χρονικό διάστημα 12 μηνών (εύρος 7-17 μήνες) και 11 μετά από χρονικό διάστημα 22 μηνών (εύρος 18- 26 μήνες) από την αρχική εξέταση, ενώ 22 ασθενείς υποβλήθηκαν και σε τρίτη εξέταση μετά από 23 (±3) μήνες από την έναρξη, β) σε ψυχομετρική δοκιμασία MMSE. Επιπλέον στους ασθενείς με ΗΝΔ έγινε κλινική εκτίμηση της κατάστασης της νόσου. Σε 54 ασθενείς πραγματοποιήθηκε μέτρηση της συγκέντρωσης των πρωτεϊνών β-αμυλοειδές₁₋₄₂, τ-πρωτεΐνη, Bcl-2, Fas, Fas-L και κυτόχρωμα c, στο ΕΝΥ των ασθενών, που λήφθηκε με οσφυονωτιαία παρακέντηση. Σε 20 από τους ασθενείς αυτούς πραγματοποιήθηκε δεύτερη μέτρηση σε μέση χρονική απόσταση 11,5 μηνών από την πρώτη. Κατά τη διάρκεια της περιόδου της μελέτης σε 5 ασθενείς η ΗΝΔ εξελίχθηκε σε ΝΑ. Πραγματοποιήθηκε στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων σε όλες τις παραμέτρους των μετρήσεων στα άτομα της ομάδας ελέγχου και σε αυτά με ΗΝΔ, από την οποία προέκυψε ότι οι λανθάνοντες χρόνοι εμφάνισης των επαρμάτων των ΑΓΠΔ Ν200, Ρ300 και SW αυξάνονται με την ηλικία, ενώ οι τιμές τους στους ασθενείς με ΗΝΔ είναι σημαντικά μεγαλύτερες από τις αντίστοιχες τιμές των ατόμων της ομάδας ελέγχου. Σημαντικά αυξημένες επίσης είναι οι τιμές του ύψους του επάρματος Ν200 στην ομάδα ασθενών σε σχέση με την ομάδα ελέγχου. Επίσης οι λανθάνοντες χρόνοι εμφάνισης παρουσιάζουν ισχυρές συσχετίσεις μεταξύ τους, άρα φαίνεται ότι το ένα έπαρμα βρίσκεται σε εξάρτηση από το άλλο. Υψηλές συσχετίσεις παρατηρούνται επίσης και ανάμεσα στη διαφορά των λανθανόντων χρόνων εμφάνισης P300L-N200L με το λανθάνοντα χρόνο εμφάνισης του Ρ300, ενώ ανάλογη συσχέτιση υπάρχει ανάμεσα στη διαφορά μεταξύ των λανθανόντων χρόνων εμφάνισης SWL και P300L και τη διαφορά των λανθανόντων χρόνων εμφάνισης SWL και N200L. Η διαφορά SWL-P300L έχει στατιστικά υψηλή συσχέτιση με το λανθάνοντα χρόνο εμφάνισης του SW και στατιστικά σημαντική συσχέτιση με το χρόνο εμφάνισης του Ρ300. Από τη στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων σε ασθενείς με ΗΝΔ παρατηρήθηκαν οι ίδιες συσχετίσεις με την ομάδα ελέγχου, εκτός από ορισμένες όπως αυτές μεταξύ της διαφοράς των χρόνων SWL-N200L και της διαφοράς SWL-P300L όπως επίσης και μεταξύ της διαφοράς των λανθανόντων χρόνων εμφάνισης SWL-P300L και των λανθανόντων χρόνων εμφάνισης P300L και SWL, οι οποίες εξαφανίστηκαν στους ασθενείς με ΗΝΔ. Επίσης δεν βρέθηκε καμιά στατιστικά σημαντική συσχέτιση μεταξύ της επίδοσης των ασθενών στην ψυχομετρική δοκιμασία MMSE και του χαρακτηριστικών των τριών επαρμάτων των ΑΓΠΔ. Διαπιστώθηκε σημαντική αύξηση της τιμής του λανθάνοντα χρόνου εμφάνισης N200L στην αρχική εξέταση, σε ασθενείς που η ΗΝΔ εξελίχθηκε στη συνέχεια σε ΝΑ. Ο καθορισμός μιας τιμής αναφοράς του στα 300 ms παρουσιάζει πολύ υψηλή ευαισθησία και ειδικότητα στο διαχωρισμό ασθενών με ΗΝΔ και ΝΑ. Κατά συνέπεια, υπάρχουν ενδείξεις ότι ο λανθάνων χρόνος εμφάνισης N200L μπορεί να χρησιμεύσει ως ένας αξιόπιστος νευροφυσιολογικός διαγνωστικός δείκτης στην πρώιμη διάγνωση της ΝΑ. Επίσης διαπιστώθηκε η ύπαρξη στατιστικά σημαντικής συσχέτισης ανάμεσα στα επίπεδα του β-αμυλοειδούς και του λανθάνοντα χρόνου εμφάνισης του επάρματος N200L, τόσο κατά την έναρξη της μελέτης όσο και κατά την επαναληπτική εξέταση. Ο συνδυασμός των δυο αυτών μεγεθών (τιμές αναφοράς >287 ms για το χρόνο εμφάνισης του Ν200 και <500 pg/ml για το β-αμυλοειδές) έχει τη μέγιστη διαγνωστική ακρίβεια (100% ευαισθησία, 100% ειδικότητα) όσον αφορά την εξέλιξη των ασθενών με ΗΝΔ σε ΝΑ. Όσον αφορά τις πρωτεΐνες του ΕΝΥ οι οποίες εξετάσθηκαν, βρέθηκε πολύ μεγάλη αύξηση των επιπέδων της τ-πρωτεΐνης (τετραπλασιασμός) της Fas-L και του κυτοχρώματος c (τριπλασιασμός) σε αυτούς τους λίγους ασθενείς στους οποίους η ΗΝΔ εξελίχθηκε σε ΝΑ, γεγονός που ενισχύει την άποψη ότι η απόπτωση παίζει ρόλο στη ΝΑ. Αντίθετα στους ασθενείς με ΗΝΔ που η νόσος δεν εξελίχθηκε, παρατηρείται αύξηση μόνο στην τ-πρωτεΐνη. Εκτός από τις τιμές του λανθάνοντα χρόνου εμφάνισης N200L, η αύξηση των τιμών του κυτοχρώματος c μεταξύ των περιόδων εξέτασης, έχει επίσης μεγάλη ευαισθησία και ειδικότητα στο διαχωρισμό ασθενών με ΗΝΔ στους οποίους η νόσος εξελίχθηκε σε ΝΑ και αυτών που η ΗΝΔ παρέμεινε σταθερή. Τα αποτελέσματα της έρευνας, κατά την άποψή μας, υποδηλώνουν ότι η ΗΝΔ και η ΝΑ είναι δυο διαφορετικές και με πολλούς τρόπους μη σχετικές κλινικές οντότητες. Η ΗΝΔ μπορεί να λειτουργεί ως υποστρωματικός παράγοντας για την μετέπειτα εξέλιξη σε ΝΑ, αλλά δεν αποτελεί αιτιολογικό παράγοντα της νόσου. Επίσης οι συσχετίσεις που παρατηρήθηκαν μεταξύ των επιπέδων του κυτοχρώματος c στο ΕΝΥ και του ύψους του επάρματος Ν200, όπως επίσης και των επιπέδων του β-αμυλοειδούς και του λανθάνοντα χρόνου εμφάνισης του Ν200 (που υποδηλώνει ότι ο λανθάνων χρόνος εμφάνισης και το ύψος του Ν200 επηρεάζονται από τις αποπτωτικές διαδικασίες που λαμβάνουν χώρα κατά την ΗΝΔ) καταδεικνύει ότι η ΗΝΔ προσβάλλει κατά πάσα πιθανότητα τα κύτταρα του εγκεφαλικού φλοιού που συμμετέχουν στην παράπλευρη αναστολή.