Poszukiwanie biomarkerów zapalnych udaru niedokrwiennego mózgu

• Authors: Magdalena Jóźwicka , Andrzej Głąbiński

Title variants

EN

The search for inflammatory biomarkers of ischaemic stroke

• Languages of publication: PL

Abstracts

PL

Od wielu lat prowadzone są poszukiwania biochemicznych markerów udaru mózgu. Wciąż brakuje jednak ogólnie dostępnego i wystarczająco czułego biomarkera udaru niedokrwiennego mózgu, którego obecność byłaby przydatna zarówno we wczesnej diagnostyce udaru, jak i w monitorowaniu skuteczności jego leczenia. Idealny biomarker udaru mózgu powinien charakteryzować się wysoką specyficznością (tzn. pozwolić na odróżnienie udaru od innych podobnych klinicznie chorób, takich jak: migrena skojarzona, przemijający atak niedokrwienny – transient ischaemic attack, TIA, porażenie ponapadowe czy stwardnienie rozsiane), być łatwo oznaczalny we krwi, a jego stężenie we krwi powinno korelować ze stężeniem w płynie mózgowo-rdzeniowym (PMR). Ponadto powinien pojawiać się w krótkim czasie od zachorowania i umożliwić różnicowanie TIA z udarem dokonanym, a udar krwotoczny – z niedokrwiennym oraz być wskaźnikiem prognostycznym dla oceny skuteczności leczenia. W niniejszej pracy przedstawiamy przegląd potencjalnych biomarkerów zapalnych badanych w klinicznym i doświadczalnym udarze niedokrwiennym mózgu. Najczęściej analizowanymi biomarkerami zapalnymi są: białko C-reaktywne (C-reactive protein, CRP), interleukiny 1, 6, 8, metaloproteinaza 9 (metalloproteinase 9, MMP-9), śródbłonkowy czynnik adhezji komórek-1 (vascular cell adhesion molecule 1, VCAM-1), wewnątrzkomórkowy czynnik adhezji komórek (intracellular cell adhesion molecule, ICAM), czynnik martwicy nowotworów alfa (tumor necrosis factor alpha, TNF-α). Dostępne obecnie wyniki badań wskazują, że istnieje kilka potencjalnie interesujących biomarkerów zapalnych udaru mózgu, jednak niezbędne są dalsze badania, aby potwierdzić ich przydatność w tym zakresie.

EN

The search for stroke biomarkers has been initiated several years ago. Commonly available and sensitive biomarkers of stroke are still not available for the early diagnosis of this disease as well as for monitoring of its treatment. The ideal stroke biomarker should be very specific to differentiate stroke from other clinically similar diseases like complicated migraine, transient ischaemic attack (TIA), multiple sclerosis or posticus paralysis. Moreover, its concentration in the blood should correlate with the concentration in the cerebrospinal fluid (CSF). Additionally it should be detectable shortly after stroke clinical signs appearance and should allow to differentiate between TIA and stroke or ischaemic stroke with haemorrhagic stroke. Good stroke biomarker should be also an useful indicator of effectiveness of stroke treatment. In this review we present potential inflammatory biomarkers tested in stroke and their experimental models. The most commonly analysed inflammatory biomarkers are C-reactive protein (CRP), interleukin 1, 6, 8, metalloproteinase 9 (MMP-9), vascular cell adhesion molecule-1 (VCAM-1), intracellular cell adhesionmolecule (ICAM) and tumour necrosis factor-alpha (TNF-α). Currently available results suggest that there are a few potentially interesting inflammatory biomarkers of stroke but still further studies are necessary to confirm their usefulness in this field.

Keywords

EN

atherosclerosis; biomarkers; biomarkery; cytokines; cytokiny; inflammation; ischaemic stroke; miażdżyca; udar niedokrwienny mózgu; zapalenie

Discipline

• MEDICINE: MEDICINE

• Publisher: Medical Communications
• Journal: Aktualności Neurologiczne
• Year: 2011
• Volume: 11
• Issue: 2
• Pages: 106-110

Contributors

author

Magdalena Jóźwicka

• Oddział Kliniczny Propedeutyki Neurologicznej z Pododdziałem Udarowym, Uniwersytet Medyczny w Łodzi, WSS im. M. Kopernika

author

Andrzej Głąbiński

• Oddział Kliniczny Propedeutyki Neurologicznej z Pododdziałem Udarowym, Uniwersytet Medyczny w Łodzi, WSS im. M. Kopernika

References

• 1. Zaremba J., Losy J.: Immunologiczne aspekty udaru mózgu. W: Losy J., Selmaj K. (red.): Neuroimmunologia kliniczna. Czelej, Lublin 2007, rozdz. 14: 261-279.
• 2. Libman R.B., Wirkowski E., Alvir J., Rao T.H.: Conditions that mimic stroke in the emergency department. Implications for acute stroke trials. Arch. Neurol. 1995; 52: 1119-1122.
• 3. Weir N.U., Buchan A.M.: A study of the workload and effectiveness of a comprehensive acute stroke service. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry 2005; 76: 863-865.
• 4. Kidwell C.S., Chalela J.A., Saver J.L. i wsp.: Comparison of MRI and CT for detection of acute intracerebral hemorrhage. JAMA 2004; 292: 1823-1830.
• 5. Marchi N., Cavaglia M., Fazio V., Bhudia S., Hallene K., Janigro D.: Peripheral markers of blood-brain barrier damage. Clin. Chim. Acta 2004; 342: 1-12.
• 6. Węglewski A., Ryglewicz D., Mular A., Juryńczyk J.: Zmiany stężenia białka S100B w surowicy krwi w udarze niedokrwiennym i krwotocznym mózgu w zależności od wielkości ogniska udarowego. Neurol. Neurochir. Pol. 2005; 39: 310-317.
• 7. Biomarkers Definitions Working Group: Biomarkers and surrogate endpoints: preferred definitions and conceptual framework. Clin. Pharmacol. Ther. 2001; 69: 89-95.
• 8. Hill M.D., Buchan A.M.; Canadian Alteplase for Stroke Effectiveness Study (CASES) Investigators: Thrombolysis for acute ischemic stroke: results of the Canadian Alteplase for Stroke Effectiveness Study. CMAJ 2005; 172: 1307-1312.
• 9. Hill M.D.: Diagnostic biomarkers for stroke: a stroke neurologist’s perspective. Clin. Chem. 2005; 51: 2001-2002.
• 10. Sharma B.K., Kumar K.: Role of proinflammatory cytokines in cerebral ischemia: a review. Metab. Brain Dis. 1998; 13: 1-8.
• 11. DeGraba T.J.: The role of inflammation after acute stroke: utility of pursuing anti-adhesion molecule therapy. Neurology 1998; 51 (supl. 3): S62-S68.
• 12. Becker K.J.: Inflammation and acute stroke. Curr. Opin. Neurol. 1998; 11: 45-49.
• 13. Beamer N.B., Coull B.M., Clark W.M. i wsp.: Interleukin-6 and interleukin-1 receptor antagonist in acute stroke. Ann. Neurol. 1995; 37: 800-805.
• 14. Tarkowski E., Rosengren L., Blomstrand C., Wikkelso C. i wsp.: Early intrathecal production of interleukin-6 predicts the size of brain lesion in stroke. Stroke 1995; 26: 1393-1398.
• 15. Kostulas N., Pelidou S.H., Kivisäkk P. i wsp.: Increased IL-1β, IL-8, and IL-17 mRNA expression in blood mononuclear cells observed in a prospective ischemic stroke study. Stroke 1999; 30: 2174-2179.
• 16. Gołąb J., Jakóbisiak M.: Cytokiny. W: Gołąb J., Jakóbisiak M., Lasek W., Stokłosa T. (red.): Immunologia. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007: 109-152.
• 17. Becker K.J.: Targeting the central nervous system inflammatory response in ischemic stroke. Curr. Opin. Neurol. 2001; 14: 349-353.
• 18. Tarkowski E., Rosengren L., Blomstrand C. i wsp.: Intrathecal release of pro- and anti-inflammatory cytokines during stroke. Clin. Exp. Immunol. 1997; 110: 492-499.
• 19. Vila N., Castillo J., Dávalos A., Chamorro A.: Proinflammatory cytokines and early neurological worsening in ischemic stroke. Stroke 2000; 31: 2325-2329.
• 20. Ferrarese C., Mascarucci P., Zoia C. i wsp.: Increased cytokine release from peripheral blood cells after acute stroke. J. Cereb. Blood Flow Metab. 1999; 19: 1004-1009.
• 21. Emsley H.C.A., Tyrrell P.J.: Inflammation and infection in clinical stroke. J. Cereb. Blood Flow Metab. 2002; 22: 1399-1419.
• 22. Spera P.A., Ellison J.A., Feuerstein G.Z., Barone F.C.: IL-10 reduces rat brain injury following focal stroke. Neurosci. Lett. 1998; 251: 189-192.
• 23. Pelidou S.H., Kostulas N., Matusevicius D. i wsp.: High levels of IL-10 secreting cells are present in blood in cerebrovascular diseases. Eur. J. Neurol. 1999; 6: 437-442.
• 24. Perini F., Morra M., Alecci M. i wsp.: Temporal profile of serum anti-inflammatory and pro-inflammatory interleukins in acute ischemic stroke patients. Neurol. Sci. 2001; 22: 289-296.
• 25. Li H.L., Kostulas N., Huang Y.M. i wsp.: IL-17 and INF-γ mRNA expression in increased in the brain and systemically after permanent middle cerebral artery occlusion in the rat. J. Neuroimmunol. 2001; 116: 5-14.
• 26. Tomimoto H., Akiguchi I., Wakita H., Kinoshita A.: Glial expression of cytokines in the brain of cerebrovascular disease patients. Acta Neuropathol. 1996; 92: 281-287.
• 27. Buttini M., Appel K., Sauter A. i wsp.: Expression of tumor necrosis factor alpha after focal cerebral ischaemia in the rat. Neuroscience 1996; 71: 1-16.
• 28. Zaremba J., Skrobanski P., Losy J.: Tumour necrosis factoralpha is increased in the cerebrospinal fluid and serum of ischaemic stroke patients and correlates with the volume of evolving brain infarct. Biomed. Pharmacother. 2001; 55: 258-263.
• 29. Zaremba J., Losy J.: Early TNF-α levels correlate with ischaemic stroke severity. Acta Neurol. Scand. 2001; 104: 288-295.
• 30. Carlstedt F., Lind L., Lindahl B.: Proinflammatory cytokines, measured in a mixed population on arrival in the emergency department, are related to mortality and severity of disease. J. Intern. Med. 1997; 242: 361-365.
• 31. Fassbender K., Rossol S., Kammer T. i wsp.: Proinflammatory cytokines in serum of patients with acute cerebral ischpozbawioneemia: kinetics of secretion and relation to the extent of brain damage and outcome of disease. J. Neurol. Sci. 1994; 122: 135-139.
• 32. Bruce A.J., Boling W., Kindy M.S. i wsp.: Altered neuronal and microglial responses to excitotoxic and ischemic brain injury in mice lacking TNF receptors. Nat. Med. 1996; 2: 788-794.
• 33. Allan S.M., Rothwell N.J.: Cytokines and acute neurodegeneration. Nat. Rev. Neurosci. 2001; 2: 734-744.
• 34. Krupinski J., Kumar P., Kumar S., Kaluza J.: Increased expression of TGF-β1 in brain tissue after ischemic stroke in humans. Stroke 1996; 27: 852-857.

• Document Type: article