Agnieszka Miśkiewicz

1. Biomarkery uszkodzenia mózguStudenckie Koło Naukowe Anestezjologii, Intensywnej Terapii i Medycyny RatunkowejKlinika Anestezjologii i Intensywnej Terapii USK im. WAM - CSW w ŁodziOpiekun Prof. dr hab. n. med. Waldemar Machała Agnieszka Miśkiewicz

2. Dlaczego biomarkery? • Skala Glasgow przy przyjęciu: • Słaba korelacja GSC i GOS w ciągu 6 miesięcy • Tomografia komputerowa • Niska czułość badania i słaba specyficzność wobec rozsianych uszkodzeń • Słaby czynnik rokowniczy • Skala Marshalla • Rezonans magnetyczny • Metoda DWI • Wysoki koszt • Metoda czasochłonna • Pomiar ciśnienia wewnątrzczaszkowego (ICP) • Najlepszy wskaźnik ciężkości urazu i przeżywalności

3. Czym są biomarkery? • Wskaźnikami stanu fizjologicznego lub patologicznego, które mogą być zmierzone przy użyciu próbek pobranych zarówno z zajętych tkanek, jak i płynów ustrojowych • Możliwa jest interpretacja: • Od przyczyn do skutków: poszukiwanie oznak znanych procesów, np. produktów degradacji białek • Od skutków do przyczyn: badanie zmian w układzie i szukanie powiązań pomiędzy jego składnikami

4. Kawałek historii • Kreatynina – niewydolność nerek (1926, lata 40ste i 50te XXw.) • Amylaza i lipaza – zapalenie trzustki (1947) • Troponiny – zawał serca (1989) • Uszkodzenie mózgu ??? • SBDP145 • SBDP120 • UCH L-1 • MAP-2

5. Jakiego markera szukamy? • Specyficznego dla urazowego uszkodzenia mózgu (TBI) • Uwalnianego natychmiast po zaistnieniu urazu • Jego wzrost jest skorelowany z ciężkością urazu i może być czynnikiem rokowniczym

6. Białko S100B • Białko wiążące wapń o niskiej masie cząsteczkowej • Marker uszkodzenia gleju i osłonek Schwanna • Wykrywane we krwi i płynie m-r • Wysoka czułość przy niskich stężeniach podstawowych • Wykazano jego wzrost w osoczu i płynie m-r po uszkodzeniu mózgu, udarze niedokrwiennym, krwawieniu podpajęczynówkowym i infekcjach OUN • Zmiany stężenia skorelowane z ciężkością urazu, przeżywalnością i rokowaniem • Nie przenika przez barierę krew-mózg – nie wiadomo, czy jest wskaźnikiem dla uszkodzenia neuronów, czy samej bariery • Niespecyficzne dla OUN, podwyższony poziom wykazano w uszkodzeniach wątroby, nerek, jelit, złamaniach kości długich i po operacjach wszczepienia by-passów

7. Kwaśne włókienkowe białko uszkodzenia gleju(GFAP) • Filament pośredni astrocytów • Bardziej specyficzne dla mózgu niż S100B - normalny poziom u pacjentów z urazem wielonarządowym, ale bez uszkodzenia mózgu • Uwalniane wkrótce po urazie • Niska czułość, zwłaszcza w łagodnych uszkodzeniach mózgu • Wzrost jest skorelowany z podwyższonym ICP, niską perfuzją, niekorzystnym wynikiem GOS i zwiększoną śmiertelnością • Wynik prawidłowy w osoczu: 0.03-0.3 μg/L

8. Enolaza neuronalna NSE • Cytoplazmatyczny enzym glikolityczny – 1 z 5 izoenzymów wykrytych w neuronach ośrodkowych i obwodowych • Marker uszkodzenia neuronów • Okres półtrwania w osoczu: 24h • Wykrywalna po 6h od urazu • Znaleziona również w płytkach krwi i erytrocytach • Używana jako marker nowotworowy raka drobnokomórkowego płuc i chłoniaków • Wzrost poziomu skorelowany z ciężkością urazu • Poziom w osoczu osoby zdrowej: <12,5ng/ml • Daje nadzieję na zastąpienie klinicznej oceny rokowniczej ustalanej na podstawie udzielonej pomocy na miejscu zdrzenia, czasu niedotlenienia i skali Glasgow

9. C-końcowa hydrolaza ubikwityny (UCH-L1) • Wykrywana w niemal wszystkich neuronach, forma L1 reprezentuje 1-5% wszystkich rozpuszczalnych białek mózgu • Odgrywa rolę w usuwaniu uszkodzonych białek • Wykrywana wcześnie po urazie (do 6h) i pozostaje podwyższona do 168h po nim • Oznaczalna jedynie w płynie m-r • Brak istotnego statystycznie powiązania z ciężkością urazu • Istnieje związek jej poziomu ze stopniem powikłań po urazie (podwyższony poziom w 4 i 8 dobie skorelowany z niekorzystnym rokowaniem) oraz śmiertelnością

10. Białko tau • Marker uszkodzenia aksonalnego – białko stabilizujące mikrotubule • U ludzi jego poziom wzrasta w ciągu 60 minut po urazie • Stężenie wyższe u pacjentów z uszkodzeniem ogniskowym/mieszanym niż z DAI • Poziom skorelowany z oceną w skali GOS (10x wyższy u pacjentów z oceną 1-3), wysokością ciśnienia wewnątrzczaszkowego oraz z ciężkością urazu • Wskaźnik bardzo czuły i specyficzny w ciężkich urazach mózgu, mało czuły w łagodnych

11. Beta-amyloid • Tworzony po proteolizie z białka prekursorowego, które jest składnikiem błon komórkowych, w tym błony synaptycznej • Powiązany z chorobą Alzeheimera jako składnik blaszek amyloidu • Jego stężenie wzrasta bardziej w rozsianym uszkodzeniu aksonalnym niż w uszkodzeniu ogniskowym • Zauważono gwałtowny wzrost ilości blaszek amyloidowych w mózgu osób po TBI – badana jest hipoteza, że za ten wzrost odpowiada zaburzenie katabolizmu B-amyloidu po urazie oraz wzrost stężenia prekursorów amyloidu • Udowodniono, że TBI jest ważnym czynnikiem środowiskowym w patogenezie choroby Alzeheimera

12. Transglutaminaza tkankowa • Przypisuje się jej rolę w apoptozie, chorobach neurodegeneracyjnych oraz odkładaniu białek w nich • Badania prowadzone na modelu szczurzym • Jej dwie formy – tTG-L i tTG-S – wzrastają po uszkodzeniu mózgu • Późny wskaźnik – tTG-L wzrasta 5 dni po uszkodzeniu i pozostaje na tym poziomie przez 2 tygodnie, a tTG-S wzrasta po 3 dniach • Jej aktywność w chorobie Alzeheimera i TBI skłania ku hipotezie, że osoby po przebytym TBI mogą być w grupie ryzyka chorób neurodegeneracyjnych (wpływ na wzrost prekursora amyloidu)

13. Tauryna • Aminokwas – udział w tworzeniu żółci, stabilizowaniu błon komórkowych i regulacji gospodarki wapniowej komórek • Uwalniana z obrzękniętych komórek w celu wyrównania ich objętości • Opisywany wspólny wpływ z kwasem glutaminowym na patogenezę obrzęku mózgu • W uszkodzeniu mózgu jej poziom wrastał 1,8-krotnie, aby powrócić do normalnych wartości po 67h, a następnie spaść poniżej normy i pozostać na tym poziomie do końca badania

14. Bibliografia • Guy, Biomarkers of TBI, Physical Medicine and Rehabilitation Grand Rounds, 2011 • Tolentino, DeFord, Notterpek, Up-regulation of tissue-type transglutaminase after traumatic brain injury, Journal of Neurochemistry, 2002 • Seki, Kimura, Mizutami, Cerebrospinal fluid taurine after traumatic brain injury, Neurochemical Research Vol. 30, 2005 • Johnson, Stewart, Smith, Traumatic brain injury and amyloid-β pathology: a link to Alzheimer's disease?, 2010 • Marklund, Blennow, Zetterberg, Monitoring of brain interstitial total tau and betaamyloid proteins by microdialysis in patients with traumatic brain injury, 2009