Neurofilamenta – slibný biomarker aktivity RS pro běžnou praxi?

Jednu z největších nenaplněných potřeb v managementu roztroušené sklerózy (RS) představuje absence přesných, jednoduchých a prakticky dostupných biomarkerů pro diagnostiku a predikci progrese onemocnění či odpovědi na léčbu. Na otázku, které parametry by mohly být potenciálně využitelné a zároveň by mohly podpořit sdílené rozhodování o terapii, bylo na evropském kongresu ECTRIMS 2018 v Berlíně zaměřeno jedno ze satelitních sympozií společnosti Novartis. Zdá se, že klíčová by mohla být role neurofilament a jejich koncentrace v séru.

Jak úvodem konstatoval profesor Heinz Wiendl z Universität Münster, Německo, který sympoziem provázel, RS má významný dopad na každodenní život pacientů a jejich nezávislost, a to již od nejranější fáze onemocnění. Vyplývá to mj. z evropského průzkumu dvou set nemocných ve věku ≤ 35 let (Patti, et al., Neuroepidemiology 2014). Ukázalo se, že 86 % dotazovaných uvedlo sníženou schopnost pracovat či studovat, 68 % bylo nuceno ukončit některé společenské aktivity či koníčky a 71 % vyžadovalo pečovatelskou podporu. „Je také známo, že kvalita života našich pacientů s RS negativně koreluje se zhoršující se disabilitou a že pokud dosáhnou hodnoty skóre EDSS (Expanded Disability Status Scale) 3 nebo u nich bylo onemocnění diagnostikováno před 10 lety, je zhruba polovina z nich nezaměstnaná,“ dodal profesor Wiendl s tím, že včasné odhalení aktivity RS je zásadní pro docílení příznivých klinických výsledků v dalším průběhu nemoci. „Rutinní sledování biomarkerů aktivity tak může posílit individualizovanou terapii s cílem snížit dlouhodobou zátěž RS,“ zdůraznil.

Vyšetření magnetickou rezonancí již nestačí…

A právě tomu, jak pomocí biomarkerů „vyladit“ péči o nemocné s RS, se v dalším vystoupení věnovala docentka Jacque­li­ne Palaceová z University of Oxford, Velká Británie. „Rozhodování o terapii RS je čím dál složitější, protože nabídka schválených léků se neustále rozšiřuje. Zatím ovšem nemáme k dispozici dostatek zavedených léčebných algoritmů,“ komentovala docentka Palaceová. Dodala, že výběr konkrétního přípravku může probíhat třeba na základě posouzení aktivity nemoci nebo jejího stadia (CIS – klinicky izolovaný syndrom; RR RS – relabující remitující forma RS; SP RS – sekundárně progresivní forma RS) či linie léčby. Důležitým prvkem pro individualizovanou strategii péče o nemocné jsou již zmíněné biomarkery, které lze využít pro zpřesnění diagnózy, predikci vývoje RS či zpřesnění přínosu a rizika různých terapeutických možností nebo pro průběžný monitoring aktivity choroby. Mezi možné ukazatele se řadí biochemické parametry (např. krevní nebo mozkomíšní), charakteristiky pacienta (např. věk, pohlaví, rasa) či nemoci (např. klinická či magnetickorezonanční ‒ MR ‒ aktivita, fenotyp).

„Co se týká vyšetření MR, z hlediska diagnostiky RS pomáhá s lokalizací lézí a detekcí nových ložisek, z hlediska prognózy pak mj. se zjišťováním počtu a objemu lézí, atrofie mozku či přítomnosti míšních ložisek. Díky MR tedy můžeme objektivně měřit změny v průběhu RS a tím sledovat úspěšnost léčby,“ upřesnila docentka Palaceová. Aktivita lézí na MR, případně spolu s atrofií mozku, je dobrým surogátním markerem pro relapsy a disabilitu, jak dokládají různé metaanalýzy klinických studií (Sormaniová, et al., Lancet Neurology 2013; Sormaniová, et al., Annals of Neurology 2014). „Musíme si však být vědomi jistých limitací vyšetření MR, které je bohužel schopno zachytit patologické, neurodegenerativní změny jen částečně a zůstává tak pouze skromným prediktorem dlouhodobé disability, odpovědi na léčbu a konverze do SP RS,“ vysvětlila přednášející.

… prim hrají „omics“ technologie

Podle docentky Palaceové tkví tudíž budoucnost léčby RS ve velkých datech („big data“) a v jejich vytěžování („data mining“), s využitím kombinace klinických výsledků a údajů z „omics“ technologií. Pokud jde o současné genetické biomarkery pro hodnocení progrese RS a odpovědi na léčbu, z celogenomové asociační studie vyplývá, že existuje více než stovka genetických variant asociovaných se zvýšeným rizikem vzniku RS (Didonna, et al., Clinica Chimica Acta 2015). Recentní práce Jokubaitisové a kol. publikovaná v Current Treatment Options in Neurology 2018, např. poukazuje na fakt, že alela HLADRB1*15:01 je spojena s vyšším rizikem rozvoje RS, nikoliv však se závažností onemocnění nebo s fenotypem. To ostatně neprokázaly ani velké celogenomové studie. Jistým příslibem jsou ovšem studie epigenetické či profilování genové exprese, které identifikovaly některé souvislosti s klinickými výstupy. „Největší výzvou pro další výzkum proto zůstává identifikace a charakteristika molekulárních mechanismů a buněčných drah, v nichž genetické varianty hrají roli, a nalezení spojitosti s funkčními aspekty patologie RS,“ konstatovala docentka Palaceová.

Metabolomická analýza = stoprocentně přesná diagnostika RS

S ohledem na technologie „omics“ a jejich využitelnost pro stanovení biomarkerů u RS se přednášející zmínila o metabolomice, jež se zabývá zkoumáním metabolomu – kompletního souboru malých molekul metabolitů v organismu v daném čase. Odráží tedy aktuální stav buňky, který je vysoce dynamický. A proč metabolomika pomocí nukleární magnetické rezonance (NMR)? Na tuto řečnickou otázku docentka Palaceová odpověděla, že výhodou je skutečnost, že jde mj. o kvantitativní, vysoce reprodukovatelnou metodu vyžadující minimální přípravu vzorku. „Zásadní je, že každé NMR spektrum poskytuje určitý metabolický ‚otisk prstu‘, extrémně bohatý na informace,“ zdůraznila.

V této souvislosti připomněla práci Dickense a kol. zveřejněnou v Neurology 2014, která poukázala na to, že metabolomická NMR analýza vzorků séra je schopna se 100% přesností diagnostikovat RS a spolehlivě, s 87% přesností, odlišit RR RS a SP RS. Docentka Palaceová pak na vlastních datech dokumentovala, že u malého počtu pacientů dokázala metabolomická analýza identifikovat SP RS až o rok dříve než klinická diagnostika. Upozornila rovněž na práci Jurynczyka a kol. publikovanou v Acta Neuropathologica Communications 2017, která byla zaměřena na zkoumání biomarkerů nezávislých na protilátkách u RR RS, neuromyelitis optica (protilátky proti akvaporinu 4, AQP4) a u některých demyelinizačních onemocnění (asociovaných s protilátkami proti myelinovému oligodendrocytárnímu glykoproteinu, MOG). Metabolomická NMR analýza prokázala, že pro každou z uvedených chorob byl detekován odlišný metabolický profil plazmy, což potvrzuje jejich různorodost již na molekulární úrovni. Navíc se ukázalo, že tato metoda dokáže odhalit danou nemoc nezávisle na titru protilátek, a to s vysokou, 94% přesností.

„Je nadmíru jasné, že metabolomické studie mohou zlepšit personalizovanou péči o nemocné s RS – ať už při diagnostice klinicky obtížných případů, nebo při identifikaci jedinců, kteří potřebují časnou a agresivnější terapii, nebo při predikci přínosů a rizik konkrétního léku,“ uvedla docentka Palaceová. Závěrem shrnula, že v současnosti jsou předmětem výzkumu různé nové biomarkery pro časnou detekci klinicky němé aktivity RS – např. ztráta objemu mozkové tkáně (brain volume loss, BVL) nebo koncentrace lehkých řetězců neurofilament (neurofilament light, NfL) v krevním séru či v mozkomíšním moku –, jež mohou být využity pro monitoring průběhu choroby i léčby a mají potenciál zařadit se mezi složené cílové ukazatele, jakým je třeba koncept NEDA (stav bez známek onemocnění, no evidence of disease activity).

V centru zájmu neurofilamenta

Tím, zda se měření koncentrace NfL může stát skutečně běžně dostupným biomarkerem aktivity RS v reálné klinické praxi, se ve společné přednášce podrobněji zabývali profesor Fredrik Piehl, PhD, z Karolinska Institutet, Stockholm, Švédsko, a profesorka Maria Pia Sormaniová, PhD, z Università di Genova, Itálie.

„Nejdůležitějším faktorem setrvalé disability u nemocných s RS je neurodegenerace, zejména ztráta neuroaxonálních vazeb, která koreluje s postižením lépe než stupeň demyelinizace,“ připomněl profesor Piehl a dodal, že u mladších pacientů a časných stadií je neurodegenerace výrazná a pokračuje po celou dobu nemoci. A právě neurofilamenta, proteiny, které tvoří axonální cytoskelet a nacházejí se výlučně v neuronech, jsou ukazatelem degenerace. Když je totiž axon poškozen, cytoskeletální proteiny se uvolňují do extracelulárního prostoru a následně do mozkomíšního moku a krve (Khalil, et al., Nature Reviews Neurology 2018). „Víme rovněž, že určité hodnoty NfL jsou znakem nejen fokálního, ale i difuzního poškození mozkové tkáně, na rozdíl od standardních technik zobrazování MR,“ vysvětlil profesor Piehl.

Profesorka Sormaniová se dále zamýšlela nad tím, jakými vlastnostmi musejí disponovat biomarkery, aby mohly být využity jako endpointy v klinických hodnoceních. „Ve studiích fáze II musejí být biologicky plauzibilní – v případě neurofilament nás o tom přesvědčil již profesor Piehl. Jejich koncentrace v krvi jsou navíc snadno a rychle měřitelné pomocí technologie Simoa (Single Molecule Array),“ upřesnila přednášející. Biomarkery musejí být dále senzitivní k léčbě, dobře korelovat s klinickými cílovými ukazateli a ve studiích fáze III je nutné, aby navíc predikovaly terapeutický efekt na klinické cíle (surogátní markery). Na vlastní práci, post hoc analýze více než 200 pacientů ze studie FREEDOMS, dokladovala, že sérové koncentrace NfL jsou citlivé na léčbu fingolimodem. Po šesti měsících sledování se ukázalo, že ve srovnání s výchozími hodnotami (asi 39 pg/ml) byla hodnota NfL v krvi výrazně nižší při terapii fingolimodem než při podávání placeba, konkrétně 23,1 pg/ml vs. 31,9 pg/ml (p < 0,001). Tyto výsledky dobře korelovaly s aktivitou a závažností choroby po dvou letech sledování – tedy s počtem aktivních T2 lézí, počtem relapsů, procentní změnou objemu mozkové tkáně a s přežitím bez progrese disability (Sormaniová, et al., ECTRIMS 2017).

Co říkají studie s fingolimodem a siponimodem

V další části přednášky se profesor Piehl podělil s účastníky sympozia o zkušenosti s měřením koncentrací NfL v klinické praxi. Upozornil nejprve, že ačkoliv jejich výskyt v mozkomíšním moku u nemocných s RS v průběhu času klesá, je stále mnohem vyšší než u zdravých kontrol, u nichž naopak s rostoucím věkem stoupá. „Z recentní studie Barroa a kol., publikované v Brain 2018, zase vyplývá, že vysoké počáteční sérové koncentrace NfL jsou asociovány se zhoršením disability a rovněž s rychlejší atrofií mozku i míchy v průběhu pěti let,“ doplnil. Čím byly koncentrace NfL vyšší, tím bylo vyšší skóre EDSS a výraznější budoucí ztráta objemu mozkové či míšní tkáně.

Poté profesor Piehl představil data ze své aktuální „real­ world“ práce, která byla zveřejněna v Multiple Sclerosis 2018. Zjistil mj., že hodnoty NfL v mozkomíšním moku a v krevním séru/plazmě vysoce korelují, přičemž krevní vzorky obsahující neurofilamenta jsou stabilní při pokojové teplotě, a tudíž poskytují robustní podklad pro hodnocení. „Součástí naší analýzy byla i kohorta sestávající z 243 pacientů z postmarketingové studie s fingolimodem, kteří byli dříve léčeni injekčními přípravky,“ uvedl profesor Piehl. Objasnil, že u těchto jedinců došlo k signifikantnímu poklesu sérových koncentrací NfL po převedení na fingolimod – z průměrné hodnoty 20,4 pg/ml na 13,5 pg/ml (p < 3 × 10 ⁶) ve 12 měsících a tato koncentrace zůstala zachována i po dvou letech.

Dále se profesorka Sormaniová podělila o zkušenosti z klinických studií. Zdůraznila, že sérová koncentrace NfL rovněž koreluje s MR aktivitou (vyšší hodnota je asociována s rozvojem nových lézí), jak recentně popsali Varhaug a kol. v Neurology Neuroimmunology & Neuroinflammation 2018, a může být využita jako ukazatel aktivity onemocnění u pacientů s RR RS i SP RS. V této souvislosti se zmínila o dvou pracích Kuehleho a kol. prezentovaných na kongresu Americké neurologické akademie (AAN) 2018 (S8.006; S24.004) – první z nich se týkala nemocných se SP RS léčených siponimodem (studie EXPAND), druhá pak jedinců s RR RS léčených fingolimodem (poolovaná data ze studií FREEDOMS a TRANSFORMS). Prokázáno bylo, že pacienti se SP RS mají vyšší koncentrace NfL v krvi než ti s RR RS ve stejném věku, navíc u nich dochází k výraznější atrofii mozku po dvou letech. Z poolované analýzy studií s fingolimodem zase vyplynulo, že zvýšená sérová koncentrace NfL je prognostickým markerem dlouhodobé aktivity a špatné prognózy onemocnění. „Jedinci s vysokými koncentracemi neurofilament v krvi měli 1,5násobně vyšší riziko zhoršení disability a dvojnásobně vyšší riziko přechodu do SP RS než ti s nízkým výskytem,“ konstatovala profesorka Sormaniová a dodala, že rozdíly u nemocných s vysokou a nízkou hodnotou NfL byly statisticky signifikantní. Zároveň vyzdvihla, že tento parametr predikuje i odpověď na léčbu – podávání fingolimodu u osob s RR RS totiž vedlo k významnému poklesu koncentrace NfL v krvi ve srovnání s terapií interferonem beta 1a nebo placebem, taktéž podávání siponimodu u osob se SP RS vykázalo redukci neurofilament v krvi oproti placebu, i když rozdíl nebyl tak zásadní.

Sérová koncentrace NfL jako součást NEDA?

Podle profesorky Sormaniové by se sérová koncentrace NfL mohla stát součástí konceptu NEDA ve studiích s RR RS, protože poskytuje informace o neurodegenerativních změnách podobně jako BVL, její posouzení je ovšem mnohem snazší. Z výsledků analýzy studie FREEDOMS je zřejmé, že po léčbě fingolimodem dosáhlo 24 % pacientů NEDA 3, 15 % NEDA 4 a 20 % NEDA NfL, přičemž ve 24. měsíci byla u většiny nemocných s NEDA NfL zaznamenána i NEDA 4. „Optimální hodnota neurofilament v krvi diskriminující jedince s progresí onemocnění a bez ní přitom činila 22,7 pg/ml,“ upřesnila (Sormaniová, et al., AAN 2018, S24.007).

Pomocník pro informované rozhodování

Závěrem sympozia profesor Wiendl shrnul, že biomarkery mohou podporovat personalizovanou péči o jedince s RS a také společné rozhodování o léčbě, které by vždy mělo zohledňovat priority pacientů – což může být účinnost (ochota akceptovat vyšší riziko terapie), bezpečnost (přednost mají přípravky s dlouhodobě prokázanou nízkou toxicitou) nebo způsob podávání (přednost mají léky s pohodlným dávkováním a monitorováním). „Mnoho z našich nemocných však dosud ne úplně dobře chápe podstatu svého onemocnění a dlouhodobou prognózu, proto bychom měli neustále pracovat na zlepšení komunikace. Na pomoc si přitom můžeme vzít právě biomarkery, jež lze využít k poskytnutí konkrétních doporučení u každého jednotlivce a které mohou podpořit informované rozhodování,“ podtrhl.

Slibným ukazatelem se z tohoto pohledu zdá být sérová koncentrace NfL, která odráží aktivitu RS a je přitom snadno dostupná. Má tudíž potenciál stát se nástrojem běžně užívaným v každodenní klinické praxi. Do budoucna ovšem bude třeba provést multicentrické studie pro standardizaci takových měření a další analýzy pro pochopení rozsahu, v němž koncentrace NfL odrážejí neurodegeneraci, jež je nezávislá na zánětlivých změnách.

Redakčně zpracovala Ing. Jana Tlapáková