Biomarkery v manažmente pacientov so spinálnou muskulárnou atrofiou

Overview

Spinálna muskulárna atrofia (SMA) patrí medzi hereditárne podmienené neuromuskulárne ochorenia s výskytom v detskom a dospelom veku. Schválenie a dostupnosť nových terapií pre pacientov so SMA významne ovplyvnilo nielen prirodzený priebeh ochorenia, ale aj pohľad na progresívne vrodené neuromuskulárne ochorenia. Posledné desaťročie umožnilo včasnú diagnostiku implementáciou SMA do novorodeneckých skríningových programov, formáciu multidisciplinárnych tímov a rozširovanie poznania o systémových prejavoch ochorenia. Aj napriek pokroku ostáva veľa nezodpovedaných otázok týkajúcich sa možnosti sledovania terapeutického efektu inovatívnych liečebných možností. Snaha o vytvorenie efektívneho systému monitorovania účinkov nových terapií viedla súčasne k potrebe hľadania ideálnych biomarkerov, ktoré by sprostredkovali cestu k personalizovanej medicíne. Rozličné skupiny biomarkerov zahŕňajúce molekulárne, genetické, elektrofyziologické a neurozobrazovacie metódy tak otvorili novú a zaujímavú oblasť skúmania. V budúcnosti by nám mohlo porozumenie biomarkerov SMA umožniť nielen monitorovanie efektivity liečby, ale aj hodnotenie stupňa závažnosti postihnutia pacienta, progresie ochorenia a stratifikáciu pacientov pre rozličné terapie. Prehľadový článok stručne zobrazuje jednotlivé typy biomarkerov a ich potenciálne využitie v klinickej praxi.

Klíčová slova:

biomarkery – spinálna muskulárna atrofi a – ochorenia motorického neurónu

Úvod

Spinálna muskulárna atrofia (SMA) patrí medzi hereditárne podmienené neuromuskulárne ochorenia s autozomálne recesívnou dedičnosťou charakterizované progresívnou proximálnou svalovou slabosťou a atrofiou. U väčšiny pacientov so SMA ochorenie vzniká v dôsledku homozygotnej delécie alebo mutácie v géne SMN1 (survival of motor neuron 1), ktorý je lokalizovaný v oblasti 5q13. V dôsledku deficitu proteínu SMN dochádza k progresívnej degradácii alfa-motoneurónov predných rohov miechy s následným klinickým rozvojom ochorenia [1,2]. V súčasnosti sú na liečbu pacientov so SMA schválené viaceré terapeutické možnosti patriace do skupiny tzv. SMN-závislých terapeutických stratégií –⁠ nusinersen, onasemnogén abeparvovek a risdiplam. Onasemnogén abeparvovek patrí medzi génové terapie využívajúce adeno-asociované vírusové vektory za účelom doručenia funkčnej kópie génu SMN do cieľových motoneurónov. Risdiplam a nusinersen patria medzi terapie umožňujúce zvýšenie produkcie SMN proteínu prostredníctvom alternatívneho zostrihu génu SMN2, ktorého expresia fyziologicky vedie prevažne k tvorbe skráteného nefunkčného proteínu SMN [3]. Uvedené terapie v štúdiách a v klinickej praxi preukázali efektivitu v stabilizácii alebo zlepšení motorických schopností u detských aj dospelých pacientov so SMA v rôznych štádiách progresie ochorenia. Súčasne však priniesli potrebu identifikácie dostatočne senzitívnych nástrojov za účelom monitorovania efektivity liečby a progresie ochorenia. S rozšírením schválených terapií v klinickej praxi sa zvýrazňujú nedostatky monitorovania pomocou objektívnych a subjektívnych škál a do popredia sa dostáva hľadanie ideálneho biomarkeru, ktorý by umožnil najmä efektívne monitorovanie ochorenia a terapeutickú stratifikáciu u jednotlivých pacientov so SMA.

Podľa National Institutes of Health Biomarkers Working Group z roku 2001 je biomarker definovaný ako „charakteristika, ktorá môže byť objektívne meraná a hodnotená ako indikátor normálneho biologického procesu, patologického procesu alebo farmakologickej odpovede na terapeutickú intervenciu“. Biomarkery zahŕňajú širokú paletu molekulových (metabolity, peptidy, proteíny, RNA), fyziologických (krvný tlak, respiračné funkcie) a štrukturálnych (zobrazovacie metódy) nástrojov. Biomarkery možno využívať za účelom stanovenia diagnózy, hodnotenia prognózy (predikcia vývoju klinického obrazu), predikcie ochorenia (pravdepodobnosť klinickej odpovede na liečbu s možnou stratifikáciou terapie a správnym načasovaním liečby), stanovenia progresie ochorenia (určenie závažnosti ochorenia) a farmakodynamiky (monitorovanie alebo kvantifikácia terapeutického efektu) [4,5]. Z hľadiska biomarkerov SMA súčasný výskum poukazuje na širokú paletu potenciálnych nástrojov zo skupiny molekulárnych (cirkulujúcich) biomarkerov, genetických modifikátorov, elektrofyziologických a neurozobrazovacích metód, ktoré hľadajú svoje uplatnenie v populácii detských a dospelých pacientov so SMA (obr. 1, tab. 1).

Genetické modifikátory

Vplyv počtu kópií génu SMN2 na fenotyp pacientov so SMA bol jedným z prvých identifikovaných genetických modifikátorov u SMA. Gén SMN2 sa v ľudskom genóme nachádza vo variabilnom počte kópií, pričom väčší počet kópií SMN2 génu je spojený s produkciou väčšieho množstva plne funkčného proteínu SMN. Vo všeobecnosti možno konštatovať, že väčší počet kópií SMN2 je spojený s miernejším fenotypom ochorenia, avšak u pacientov s 3 a viac kópiami SMN2 je tento vzťah menej konzistentný. Hodnotenie počtu kópií SMN2 slúži predovšetkým na posúdenie genotypovo-fenotypovej korelácie a predikcie vývoja ochorenia u pacientov s menej ako 3 kópiami SMN2 [4]. Jednou z možných odpovedí, prečo je prítomná skupina pacientov so SMA, u ktorej je určitý nesúlad medzi počtom kópií SMN2 a predpokladaným fenotypom SMA sú polymorfizmy v géne SMN2. Medzi doteraz identifikované polymorfizmy SMN2 s pozitívnym efektom na fenotyp pacientov so SMA patria napr. c.859G>C v exóne 7, c.835>44A>G (g.69372304A>G) a c.835>1897C>T (g.69370451C>T) v intróne 6. Variant c.859G>C (p.Gly287Arg) v exóne 7 pôsobí ako pozitívny modifikátor a zvyšuje produkciu fl-SMN RNA (SMN RNA v plnej dĺžke; full-length SMN RNA) o približne 20 %. Objasnenie spojenia medzi špecifickými variantmi SMN2, faktormi ovplyvňujúcimi SMN2 zostrih a odpoveďou na terapie je potrebné pre ďalšiu stratifikáciu liečby [6]. Okrem polymorfizmov SMN2 sú kandidátne ďalšie modifikujúce gény kódujúce proteíny, napr. Plastín-3 (gén PLS3), Neuritín 1 (gén NRN1), Neurocalcin delta (gén NCALD) alebo Coronin 1C (gén CORO1C), ktorých expresia sa podieľa na variabilite fenotypov pacientov so SMA [4,7]. SMA genomická oblasť je vo všeobecnosti známa svojou nestabilitou a tendenciou k preskupovaniu. V dôsledku vysokej variability a náročnosti tejto rozsiahlej oblasti s vysokým počtom repetícií nie je oblasť génu SMA detailne zmapovaná [8]. Cuscó et al. vypracovali odporúčania pre situácie, v ktorých je počet kópií SMN2 v nesúlade s fenotypom pacienta so SMA (tab. 2). Význam stanovenia počtu kópií SMN2 nadobudol nový rozmer v kontexte implementácie novorodeneckého skríningu SMA, pričom stanovený počet kópií SMN2 signifikantne ovplyvňuje ďalšiu terapiu pacienta [9].

Molekulárne (cirkulujúce) biomarkery

Možnosť jednoduchého vyšetrenia periférnej krvi za účelom stanovenia spoľahlivého biomarkeru je z pohľadu klinickej praxe zaujímavou možnosťou monitorovania ochorenia a terapeutického efektu (obr. 2).

SMN-asociované molekulárne biomarkery

Stanovenie sérovej hladiny SMN proteínu a mRNA SMN patria medzi prvé skúmané molekuly v kontexte SMN-asociovaných biomarkerov [10]. Oba uvedené parametre u pacienta so SMA reflektujú expresiu génu SMN2, pričom rovnako ako v prípade počtu kópií SMN2 vyššia hladina koreluje s miernejším fenotypom ochorenia. Proteín SMN je ubikvitárne exprimovaný viacerými tkanivami vrátane nervového tkaniva, pričom jeho expresia sa medzi tkanivami líši v dôsledku vývojových a bunkovo-špecifických regulátorov. Na základe myších modelov boli zistené vysoké hladiny proteínu SMN v mieche v prenatálnom období, s následným 6,5-násobným poklesom v perinatálnom období (do 3 mesiacov po narodení) a stabilnou nízkou hladinou počas celej adolescencie. V prípade monitorovania proteínu SMN v krvi zostáva naďalej nejasná otázka, či hladina sérového proteínu SMN dostatočne odzrkadľuje expresiu proteínu SMN v CNS ako hlavný terapeutický cieľ [4]. Štúdie zamerané na monitorovanie prirodzeného priebehu ochorenia u infantilných foriem SMA identifikovali nižšie hladiny proteínu SMN a mRNA SMN u pacientov so SMA v porovnaní so zdravou populáciou. Hladiny oboch biomarkerov zostali počas terapie stabilné a nebola pozorovaná žiadna korelácia so zmenou motorických funkcií [11]. V súčasnosti sa predpokladá význam stanovenia proteínu SMN a mRNA SMN predovšetkým z hľadiska sledovania efektu nových terapií na expresiu génu SMN, avšak bez zásadného využitia pri monitorovaní progresie ochorenia či terapeutickej odpovede [4].

Neurodegeneratívne molekulárne biomarkery

Neurofilamenty (NF) sú tkanivovo-špecifické proteíny klasifikované ako intermediárne filamenty, ktorých hlavnou úlohou je regulácia axonálneho kalibru a zabezpečenie štrukturálnej integrity axónu. V prípade axonálneho poškodenia dochádza k elevácii hladín NF s ich možnou detekciou v sére a v likvore. V súčasnosti sú NF skúmané ako biomarkery širokého spektra neurodegeneratívnych ochorení ako napr. skleróza multiplex, amyotrofická laterálna skleróza, traumatické poškodenie mozgu, Huntingtonova choroba, bipolárna choroba alebo ochorenie Charcot-Marie-Tooth [10,12,13]. Štruktúra NF je zložená z hlavných proteínových podjednotiek, ktoré sú klasifikované na základe molekulovej hmotnosti na ľahké reťazce (neurofilament light chain; NfL), stredne ťažké reťazce (neurofilament medium chain; NfM) a ťažké reťazce (neurofilament heavy chain; NfH). Okrem hlavných podjednotiek sa variabilne v štruktúre NF vyskytujú ešte α-internexin a periferín. Posttranslačnou fosforyláciou je možné zvýšiť odolnosť NF voči pôsobeniu proteáz [12]. NF ako marker neurodegenerácie sa dostal do pozornosti aj v prípade pacientov so SMA, u ktorých boli identifikované zvýšené hladiny v plazme a likvore. U infantilných pacientov so SMA v štúdii ENDEAR liečených nusinersenom bola okrem efektu na motorické schopnosti monitorovaná hladina fosforylovaného NfH (pNF-H). Súčasne bola stanovená hladina pNF-H aj v kontrolnej skupine pacientov bez SMA vo veku od 1 dňa po 18 rokov. V porovnaní s kontrolnou skupinou bola u pacientov s infantilnou formou SMA prítomná zvýšená hladina pNF-H, pričom hladina pNF-H korelovala so závažnosťou fenotypu ochorenia. Po 2 mesiacoch liečby nusinersenom bol pozorovaný výrazný pokles hladiny pNF-H a následná stabilizácia. V kontrolnej skupine pacientov mladších < 1 rok bola prítomná vyššia hladina pNF-H v porovnaní so staršími deťmi. Vyššie hladiny pNF-H u dojčiat môžu reflektovať prebiehajúci fyziologický vývoj CNS, ktorého súčasťou je aj programovaná smrť buniek a remodelácia. Zároveň vysoká hladina pNF-H u SMA pacientov pred začatím liečby naznačuje extenzívnu neurodegeneráciu, ktorá podľa informácií získaných z myších modelov začína pravdepodobne už v prenatálnom období [14]. Napriek tomu, že sa NF zdajú byť pozoruhodným biomarkerom pri monitorovaní infantilných foriem SMA, v prípade chronických foriem SMA sú doterajšie dáta menej povzbudivé a NF pravdepodobne nie sú dostatočne senzitívnym markerom pre monitorovanie ochorenia a terapeutického efektu u adultných pacientov so SMA [12,15]. The SMA Biomarkers Multidisciplinary Working Group odporúča ďalšie sledovanie NF ako potenciálneho biomarkeru u SMA za účelom zodpovedania existujúcich otázok týkajúcich sa ich využívania. U zdravých jedincov je pozorovaná určitá fluktuácia hladiny NF počas včasného detstva a následného starnutia. Medzi nezodpovedané otázky patria predovšetkým nejasnosti ohľadom fluktuácie NF v dôsledku starnutia u pacientov so SMA, rozdiely medzi jednotlivými typmi SMA, chýbajúce hodnoty NF v zdravej populácii pacientov, rozdiely vo využívaní monitorovania hladín ťažkých a ľahkých reťazcov NF a vývoj NF pri prirodzenom priebehu SMA [16].

Medzi ďalšie biomarkery neurodegenerácie radíme okrem NF aj tau proteín, ß-amyloidné peptidy (Aß42 a Aß40) a katepsín D. Tau proteín vznikajúci expresiou génu MAPT patrí medzi proteíny asociované s mikrotubulmi a jeho fyziologická funkcia spočíva v zabezpečení stability mikrotubulov. Tau proteín je lokalizovaný prevažne v kortikálnych a hipokampálnych neurónoch CNS [17]. V prípade pacientov so SMA je význam monitorovania tau proteínu nejasný vzhľadom na rozličné výsledky štúdií menších kohort pacientov. Šimić et al. pri analýze detských pacientov so SMA 1.–3. typu identifikovali koreláciu medzi poklesom hladiny tau proteínu v likvore a zlepšením motorických funkcií počas liečby nusinersenom [18]. Súčasne sú však dostupné viaceré štúdie, ktoré u SMA pacientov nepotvrdili signifikantné zmeny v koncentrácii tau proteínu počas liečby [19,20]. β-amyloid vzniká proteolytickým štiepením amyloidového prekurzorového proteínu (APP) účinkom β -⁠ and γ-sekretáz [21]. Rovnako ako v prípade tau proteínu, aj monitorovanie β-amyloidu u SMA pacientov neviedlo k jednoznačnému záveru a identifikovalo časť pacientov so stabilnou, klesajúcou ale aj stúpajúcou hladinou Aβ42 a Aβ40 počas liečby [22]. Pri necielenej proteomickej analýze likvoru malej kohorty SMA pacientov sa identifikoval ako nový kandidátny biomarker katepsín D, ktorý predstavuje lyzozomálnu aspartátovú proteázu a predpokladá sa jeho úloha v procese neurodegenerácie. Počas liečby nusinersenom bol u SMA pacientov starších ako 2 mesiace zistený pokles hladiny katepsínu D v likvore, pričom jeho pokles bol výraznejší u pacientov so signifikantným motorickým zlepšením počas liečby [23]. Vzhľadom na rozporuplné výsledky štúdií v prípade rôznych neurodegeneratívnych markerov je potrebné ich ďalšie monitorovanie.

Biomarkery asociované s kostrovým svalstvom

Napriek skutočnosti, že SMA patrí medzi ochorenia s primárnym postihnutím motoneurónov, v súčasnosti pribúdajú dôkazy o multisystémových prejavoch ochorenia. Aj v prípade kostrových svalov a neuromuskulárnej platničky sa debatuje o možnej primárnej dysfunkcii v dôsledku deficitu proteínu SMN. Pri analýze fetálnych a postnatálnych vzoriek kostrových svalov pacientov so SMA boli identifikované abnormality asociované s oneskorenou myogenézou (pokles expresie pomalých ťažkých reťazcov myozínu a vzostup expresie rýchlych ťažkých reťazcov myozínu). Uvedené zmeny by mohli zodpovedať za primárne patologické procesy vedúce k fenotypu ochorenia [24]. Tkanivo kostrového svalstva sa tak stáva novým cieľom pre vývoj nových terapeutických prístupov nezávislých od produkcie proteínu SMN (napr. inhibítory myostatínu). Rovnako zaujímavými sa stávajú molekuly asociované s kostrovými svalmi ako sú predovšetkým kreatínkináza a kreatinín.

Kreatínkináza (CK) je enzým nevyhnutný na zabezpečenie energetickej homeostázy a funkcie kostrových svalov, pričom katalyzuje reverzibilnú premenu kreatínu na kreatínfosfát pomocou adenozíntrifosfát (ATP). U chronických miernejších foriem SMA je často zachytená mierna elevácia sérovej CK [4]. Sérový kreatinín (Cr) predstavuje významný degradačný produkt metabolizmu svalového kreatínu, ktorý sa vylučuje do moču. Pri analýze CK a Cr v sére dospelých pacientov so SMA počas liečby nusinersenom boli identifikované rozdiely medzi jednotlivými subtypmi SMA a zároveň oba parametre reflektovali odpoveď na liečbu. Počas liečby došlo k poklesu aktivity sérovej CK spolu so vzostupom Cr, pričom uvedené zmeny by mohli naznačovať zníženie úbytku svalovej hmoty so zlepšením energetického metabolizmu svalu [25]. Medzi ďalšie potenciálne biomarkery súvisiace s kostrovým svalstvom, ktoré boli skúmané u iných neuromuskulárne ochorení (napr. spinobulvárna svalová atrofia, amyotrofická laterálna skleróza), patrí myoglobín a troponín T. U pacientov so SMA však zatiaľ analyzované neboli [10].

 

Markery gliovej aktivácie

V súčasnosti narastá množstvo dôkazov podporujúcich dysfunkciu gliových buniek a gliou sprostredkovaný zápalový proces, pričom uvedené procesy môžu u SMA výrazne ovplyvňovať prežívanie motoneurónov a propagovať progresiu degeneratívneho procesu. Medzi zvažované mechanizmy patrí narušenie interakcií medzi gliou a neurónmi s následnou dysfunkciou synaptickej formácie, remodelácie, intracelulárnej transmisie a myelinizácie pri súčasnej tvorbe prozápalových cytokínov vedúcich k apoptóze gliových buniek a neurónov [26]. Objasnenie úlohy gliových buniek a procesu neuroinflamácie u pacientov so SMA by mohli otvoriť nové terapeutické ciele. V animálnych modeloch a malých kohortách SMA pacientov boli monitorované hladiny gliálneho fibrilárneho kyslého proteínu (glial fibrillary acidic protein; GFAP), proteínu S100B, aktivita chitotriozidázy 1 (CHIT1) a chitinase-3-like protein 1 (CHI2L1), avšak zatiaľ bez jednoznačných zistení pre klinickú prax [10].

 

Elektrofyziologické biomarkery

Elektromyografické vyšetrenie zohráva dôležitú úlohu v diagnostike a monitorovaní SMA pacientov z pohľadu nielen histórie, ale aj súčasnosti. Sumačný svalový akčný potenciál (compound muscle action potential; CMAP) spolu s odhadom počtu motorických jednotiek (motor unit number estimation; MUNE) patrí medzi prvé elektrofyziologické markery skúmané u SMA pacientov. Pri analýze prirodzeného priebehu ochorenia u pacientov so SMA bola zistená korelácia amplitúdy CMAP s vekom pacienta, počtom kópií SMN2 a motorickými schopnosťami. CMAP predstavuje v prípade SMA senzitívny marker na hodnotenie „zdravia“ motorických jednotiek [27]. U liečených pacientov so SMA bol identifikovaný nárast amplitúdy CMAP, pričom vzostup koreloval so zlepšením motorických funkcií [28,29]. Identifikácia presymptomatických pacientov so SMA prostredníctvom novorodeneckého skríningu zvýrazňuje potrebu využívania elektrofyziologických biomarkerov ako CMAP v klinickej praxi. U novorodencov s 2 kópiami SMN2 boli identifikované nižšie hodnoty CMAP v porovnaní s pacientmi s 3 a 4 kópiami SMN2. Súčasne v skupine s 2 kópiami SMN2 je pozorovaný rapídnejší pokles amplitúdy CMAP v čase rozvoja ochorenia [30]. MUNE predstavuje neurofyziologickú metódu, ktorá umožňuje stanovenie počtu motorických jednotiek inervujúcich vybranú skupinu svalov v inervačnej zóne jedného nervu. Rovnako ako CMAP, MUNE koreluje s vekom pacienta, počtom SMN2 kópií a motorickými schopnosťami u pacientov so SMA a umožňuje sledovanie terapeutickej odpovede [27]. V bežnej klinickej praxi však zatiaľ nie je rozšírené používanie MUNE na monitorovanie pacientov so SMA, aj keď ide pravdepodobne o citlivejší nástroj na hodnotenie straty motorických jednotiek v porovnaní s hodnotením amplitúd CMAP. V dôsledku kolaterálnej reinervácie amplitúda CMAP nedostatočne citlivo koreluje so stupňom denervácie, pričom k jej poklesu dochádza až pri strate viac ako 50% motorických jednotiek [31]. Medzi ďalšie potenciálne elektrofyziologické biomarkery zaraďujeme ešte MUNIX (motor unit number index) a MUSIX (motor unit size index), avšak aktuálne len s limitovaným množstvom štúdií, ktoré by podporili ich zaradenie do rutinného monitorovania pacientov so SMA [10].

 

Zobrazovacie biomarkery

Neurozobrazovacie vyšetrenia svalov a nervov sa počas posledných rokov stali neoddeliteľnou súčasťou diagnostiky neuromuskulárnych ochorení. V prípade SMA sa do spektra sľubných biomarkerov dostala predovšetkým kvantitatívna MR (qMR) a USG svalov.

Ultrasonografia svalov predstavuje zaujímavý biomarker v prípade pacientov so SMA vzhľadom na jeho neinvazívnosť, možnosť zhodnotenia viacerých svalových skupín v krátkom čase a súčasne dobrou toleranciu nielen dospelými ale aj detskými pacientmi. Medzi identifikované USG zmeny u pacientov so SMA patrí redukcia hrúbky svalov a nález hyperechogénnych oblastí s tzv. moľami vyhryzeným vzhľadom (obr. 3). Súčasne vyšetrenie USG svalov zachytilo u pacientov so SMA fascikulácie a spontánnu aktivitu svalu podobnú tremoru alebo repetitívnym zášklbom, čo by mohlo predstavovať USG korelát „minipolymyoklonu“. Aktuálne štúdie naznačujú využitie USG svalov na detekciu závažnosti ochorenia u detských a dospelých pacientov so SMA [32].

Rovnako zaujímavý biomarker predstavuje qMR svalov, ktorý aktuálne nie je dostupný pre rutinnú klinickú prax. V porovnaní s vyšetrením USG sú obe metódy neinvazívne, avšak pri qMR musíme zohľadniť vyššiu cenu vyšetrenia. Podľa dostupných štúdií by qMR svalov mohla slúžiť ako potenciálny biomarker pre hodnotenie aktivity ochorenia a monitorovanie terapeutickej odpovede [33]. Nevýhodou vyšetrení MR u mladších detských pacientov je potreba celkovej anestézie, ktorá v prípade neuromuskulárnych pacientov vyžaduje špecifický manažment a dostatočne vybavené pracovisko so skúseným detským anestéziológom. V prípade pacientov so SMA sa rizikovosť výkonu v anestézii odvíja predovšetkým od typu SMA, pričom u SMA typ I a II sa výkony s použitím premedikácie odporúčajú len za prísneho monitorovania pacienta [34].

 

Záver

Identifikácia a využitie širokého spektra biomarkerov v manažmente pacientov so SMA naďalej predstavujú oblasť vyžadujúcu ďalšie poznatky, ktoré by umožnili súhrnne optimalizovať terapeutické rozhodnutia v kontexte rozširujúcej sa liečby SMA. Ideálny biomarker by tak mal predstavovať neinvazívny, dostupný, ekonomicky nenáročný nástroj s dostatočnou spoľahlivosťou a presnosťou, pričom by vedel poskytnúť čo najširší náhľad na ochorenie. Pravdepodobne však jeden biomarker nebude schopný zodpovedať všetky otázky a je potrebné používať viaceré nástroje súčasne. Napriek veľkej snahe o výskum biomarkerov u pacientov so SMA sa v klinickej praxi využíva predovšetkým hodnotenie motorických funkcií a biomarkery nie sú zatiaľ validované.

Z praktického hľadiska sú však mnohé z vymenovaných biomarkerov bežne dostupné v neuromuskulárnych centrách a často finančne nenáročné –⁠ napr. stanovenie hladiny CK, Cr, monitorovanie amplitúdy CMAP a na niektorých pracoviskách aj stanovenie NF. Medzi zaujímavé cieľové skupiny pacientov so SMA, u ktorých môžu byť uvedené biomarkery prínosné, patria už spomenutí asymptomatickí novorodenci so SMA identifikovaní prostredníctvom novorodeneckého skríningového programu. V prípade asymptomatických pacientov so SMA s identifikovanými 5 kópiami SMN2 je v súčasnosti odporúčaná stratégia monitorovania bez okamžitej indikácie liečby [35]. Práve využitie biomarkerov by mohlo viesť ku skorému zachyteniu prechodu z presymptomatického štádia do klinicky manifestujúceho sa ochorenia. Pre asymptomatických pacientov so SMA s identifikovanými 4 kópiami SMN2 je na území Českej a Slovenskej republiky indikovaná okamžitá liečba, avšak v mnohých krajinách sveta je pre túto skupinu pacientov zvolená stratégia monitorovania. Aj v tomto prípade môžu biomarkery zachytiť včasné subklinické štádiá ochorenia.

Pre symptomatických pacientov so SMA môžu byť biomarkery rovnako prínosné, najmä pri hodnotení závažnosti klinického fenotypu, prognózy a monitorovaní terapeutickej odpovede [36]. Aktuálne pribúdajú dáta o SMA pacientoch so suboptimálnou odpoveďou na terapiu a stagnáciou zlepšovania motorických schopností. V štúdii RESPOND (NCT04488133) boli zahrnutí pacienti so SMA po podaní onasemnogénu abeparvoveku s nedostatočnou terapeutickou odpoveďou, u ktorých boli zaznamenané súčasne zvýšené hodnoty NfL v sére v porovnaní so zdravou populáciou pacientov. U pacientov na následnej liečbe nusinersenom došlo k poklesu NfL a zlepšeniu motorických schopností [37]. Z uvedeného vyplýva, že aj liečení pacienti so SMA musia byť naďalej intenzívne monitorovaní aj s využitím dostupných biomarkerov.

 

Zoznam skratiek

Ab40 –⁠ amyloid b40

Ab42 –⁠ amyloid b42

APP –⁠ amyloidový prekurzorový proteín

CHI2L1 –⁠ chitinase-3-like protein 1

CHIT1 –⁠ chitotriozidáza 1

CK –⁠ kreatínkináza

CMAP –⁠ sumačný akčný svalový potenciál (compound muscle action potential)

Cr –⁠ kreatinín

fl-SMN RNA –⁠ SMN RNA v plnej dĺžke (full-length SMN RNA)

GFAP –⁠ gliálny fibrilárny kyslý proteín

MAPT –⁠ microtubule-associated protein tau

MLPA –⁠ multiplex ligation-dependent probe amplification

mRNA –⁠ mediátorová RNA

MUNE –⁠ motor unit number estimation

MUNIX –⁠ motor unit number index

MUSIX –⁠ motor unit size index

NAIP –⁠ Neuronal Apoptosis Inhibitory Protein

NF –⁠ neurofilamenty

NfH –⁠ ťažké reťazce neurofilamentov

NfL –⁠ ľahké reťazce neurofilamentov

NfM –⁠ stredne ťažké reťazce neurofilamentov

NGS –⁠ next-generation sequencing

pNF-H –⁠ fosforylované ťažké reťazce neurofilamentov

qMR –⁠ kvantitatívna magnetická rezonancia

S100B –⁠ proteín S100B

SMA –⁠ spinálna muskulárna atrofia

SMN –⁠ survival motor neuron

SMN1 –⁠ gén survival motor neuron 1

SMN2 –⁠ gén survival motor neuron 2

SNV –⁠ jednonukleotidová varianta (single nucleotide variant)

 

Konflikt záujmov

Autori deklarujú, že v súvislosti s predmetom štúdie nemajú žiadny konflikt záujmov.