Czynnik martwicy nowotworów alfa (TNF-α) jako potencjalny osoczowy marker przebiegu stwardnienia rozsianego – badania wstępne

• Authors: Magdalena Justyna Kacperska , Karol Jastrzębski , Bartłomiej Tomasik , Andrzej Głąbiński

Title variants

EN

Plasma tumour necrosis factor alpha (TNF-α) as a potential marker of multiple sclerosis – preliminary study

• Languages of publication: EN PL

Abstracts

EN

Multiple sclerosis (MS) is a common chronic neurological disorder of the central nervous system that leads to progressive disability. The disease usually affects people between 20 and 40 years of age, with women being affected twice as often. Despite many years of research, very little is known about its pathogenesis. There are four distinct clinical presentations, of which the most common are the relapsing-remitting, the secondary progressive and primary progressive courses. The pathogenesis of MS is a complicated process, involving the disruption of the blood–brain and blood–cerebrospinal fluid barriers, secondary hyperplasia of the astroglia, inflammation, and neurodegeneration in a broad sense, among others. The inflammatory process involving various subpopulations of inflammatory cells plays a major role in the development of the disease, especially in its early stages. Previous studies have indicated that the tumour necrosis factor alpha (TNF-α), a proinflammatory cytokine, is particularly involved in the process. Aim of the study: To assess levels of TNF-α in the plasma of patients suffering from MS both undergoing a relapse and in remission, to correlate its concentration with clinical parameters, and to determine whether TNF-α could potentially serve as a marker of MS progression. The relationship between plasma concentrations of TNF-α and the number of leukocytes and subpopulations was analyzed in an attempt to identify major sources of TNF-α in the plasma in MS patients. Material and methods: Thirty-seven MS patients formed study groups (20 in the relapse group, 17 in the remission group). Thirty healthy volunteers formed the control group. Four millilitres of venous blood were collected from each participant. The blood was centrifuged (5000 rpm, 20 min, 23ºC) until the plasma layer could be separated and stored at –80ºC until the testing. TNF-α concentrations were determined using the ELISA method. Results and conclusions: The preliminary results did not show a statistically significant increase in TNF-α levels in the plasma of MS patients, both in the relapse and the remission groups. A positive correlation was found between the clinical severity of MS (measured by the EDSS score) and TNF-α levels in remission and relapse groups. However, it was not statistically significant. In a subgroup of patients in remission with low plasma levels of TNF-α (<1 pg/ml), higher TNF-α concentrations correlated with greater disability (EDSS score). WBC counts were statistically significantly higher in patients undergoing a relapse compared to the joint group of MS patients in relapse and in remission. Preliminary findings of small studies indicate that TNF-α plasma concentrations could potentially reflect the activity of underlying pathological processes in MS. Further studies on larger groups of patients are necessary to confirm the hypothesis as well as in order to correlate TNF-α concentrations in blood and the cerebrospinal fluid.

PL

Stwardnienie rozsiane (łac. sclerosis multiplex, SM) zaliczane jest do częstych przewlekłych chorób ośrodkowego układu nerwowego wiążących się z postępującą niepełnosprawnością. Dotyczy zwykle osób pomiędzy 20. a 40. rokiem życia, przy czym dwukrotnie częściej chorują kobiety. Mimo wieloletnich badań nadal bardzo mało wiemy na temat patogenezy tej choroby. Klinicznie można wyróżnić cztery jej postaci, do najczęściej występujących należą postać rzutowo-remisyjna, wtórnie postępująca oraz pierwotnie postępująca. Patogeneza SM jest procesem bardzo skomplikowanym, biorą w nim udział m.in.: uszkodzenie bariery krew–mózg oraz bariery krew – płyn mózgowo-rdzeniowy, wtórny przerost astrogleju, toczący się proces zapalny i szeroko pojęta neurodegeneracja. Szczególną rolę w rozwoju SM, głównie na jego wczesnym etapie, odgrywa proces zapalny, w którym biorą udział różne subpopulacje komórek zapalnych. Dotychczasowe badania wskazują na szczególny udział w tym procesie czynnika martwicy nowotworów alfa (TNF-α) zaliczanego do cytokin prozapalnych. Cel badania: Celem niniejszej pracy była analiza stężenia TNF-α w osoczu pacjentów z SM w rzucie i remisji choroby oraz jego korelacja z parametrami klinicznymi przebiegu choroby w celu oceny roli TNF-α jako potencjalnego markera zaawansowania SM. Poszukując najważniejszych producentów TNF-α we krwi chorych z SM, analizowano również związek pomiędzy stężeniem TNF-α w osoczu i liczebnością leukocytów we krwi oraz ich subpopulacji. Materiał i metodyka: W badaniu wzięło udział 37 pacjentów z grup badanych (20 w grupie z rzutem i 17 w grupie z remisją choroby) oraz 30 osób z grupy kontrolnej. Od pacjentów pobrano do odpowiednich probówek krew żylną w ilości 4 ml. Wirowano ją (5000 rpm, 20 min, 23ºC), a następnie ostrożnie usuwano górną warstwę z osoczem, zabezpieczano i przechowywano w temperaturze –80ºC do czasu wykonywania oznaczeń. Do oznaczenia poziomu TNF-α w osoczu wykorzystano metodę ELISA. Wyniki i wnioski: We wstępnym badaniu nie wykazano istotnego wzrostu stężenia TNF-α w osoczu pacjentów z SM zarówno w rzucie, jak i w remisji. Zaawansowanie choroby (oceniane w skali EDSS) u osób z SM wykazało nieistotną statystycznie dodatnią korelację ze stężeniem TNF-α w osoczu pacjentów w grupie z rzutem oraz grupie w remisji. W podgrupie pacjentów z remisją SM, posiadających niskie poziomy TNF-α w osoczu (<1 pg/ml), z aobserwowano w yższe p oziomy T NF-α u osób z większym zaawansowaniem choroby (mierzonym skalą EDSS). Porównanie liczby WBC u osób z SM w rzucie oraz w remisji (razem) wykazało istotnie wyższe liczebności leukocytów we krwi pacjentów w rzucie. Wstępne badania na małych grupach pacjentów pokazują, że stężenie TNF-α w osoczu chorych mogłoby odzwierciedlać aktywności procesów patologicznych w SM. W tym celu konieczne są dalsze badania na większej grupie osób oraz ocena korelacji stężenia TNF-α we krwi z jego stężeniem w płynie mózgowo-rdzeniowym.

Keywords

EN

ELISA; central nervous system; czynnik martwicy nowotworów alfa (TNF-α); inflammation; marker; multiple sclerosis (MS); osocze; ośrodkowy układ nerwowy; plasma; stwardnienie rozsiane (SM); tumour necrosis factor alpha (TNF-α); zapalenie

Discipline

• MEDICINE: MEDICINE

• Publisher: Medical Communications
• Journal: Aktualności Neurologiczne
• Year: 2014
• Volume: 14
• Issue: 2
• Pages: 124-133

Contributors

author

Magdalena Justyna Kacperska

• Klinika Neurologii i Udarów Mózgu, Uniwersytet Medyczny w Łodzi (decyzją Rektora Uniwersytetu Medycznego w Łodzi – Uchwała nr 277/2014 z dn. 17.04.2014 roku – Klinika Neurologii i Epileptologii z Oddziałem Udarowym została przemianowana na Klinikę Neurologii i Udarów Mózgu Uniwersytetu Medycznego w Łodzi). Klinika Neurologii i Udarów Mózgu, Uniwersytet Medyczny w Łodzi, ul. Żeromskiego 113, 90-549 Łódź,

author

Karol Jastrzębski

• Klinika Neurologii i Udarów Mózgu, Uniwersytet Medyczny w Łodzi (decyzją Rektora Uniwersytetu Medycznego w Łodzi – Uchwała nr 277/2014 z dn. 17.04.2014 roku – Klinika Neurologii i Epileptologii z Oddziałem Udarowym została przemianowana na Klinikę Neurologii i Udarów Mózgu Uniwersytetu Medycznego w Łodzi)

author

Bartłomiej Tomasik

• Klinika Pediatrii, Onkologii, Hematologii i Diabetologii, Uniwersytet Medyczny w Łodzi

author

Andrzej Głąbiński

• Klinika Neurologii i Udarów Mózgu, Uniwersytet Medyczny w Łodzi (decyzją Rektora Uniwersytetu Medycznego w Łodzi – Uchwała nr 277/2014 z dn. 17.04.2014 roku – Klinika Neurologii i Epileptologii z Oddziałem Udarowym została przemianowana na Klinikę Neurologii i Udarów Mózgu Uniwersytetu Medycznego w Łodzi)

References

• 1. Lassmann H., Brück W., Lucchinetti C.F.: The immunopa-thology of multiple sclerosis: an overview. Brain Pathol. 2007; 17: 210-218.
• 2. Stinissen P., Raus J., Zhang J.: Autoimmune pathogenesis of multiple sclerosis: role of autoreactive T lymphocytes and new immunotherapeutic strategies. Crit. Rev. Immunol. 1997; 17: 33-75.
• 3. Lublin F.D., Reingold S.C.: Defining the clinical course of multiple sclerosis: results of an international survey. National Multiple Sclerosis Society (USA) Advisory Committee on Clinical Trials of New Agents in Multiple Sclerosis. Neurology 1996; 46: 907-911.
• 4. Dalakas M.C.: B cells in the pathophysiology of autoimmune neurological disorders: a credible therapeutic target. Pharmacol. Ther. 2006; 112: 57-70.
• 5. Duddy M., Bar-Or A.: B-cells in multiple sclerosis. Int. MS J. 2006; 13: 84-90.
• 6. Ando D.G., Clayton J., Kono D. i wsp.: Encephalitogenic T cells in the B10.PL model of experimental allergic encephalomyelitis (EAE) are of the Th-1 lymphokine subtype. Cell. Immunol. 1989; 124: 132-143.
• 7. Selmaj K.W., Raine C.S.: Tumor necrosis factor mediates myelin and oligodendrocyte damage in vitro. Ann. Neurol. 1988; 23: 339-346.
• 8. Jack C., Ruffini F., Bar-Or A., Antel J.P.: Microglia and multiple sclerosis. J. Neurosci. Res. 2005; 81: 363-373.
• 9. Martino G., Adorini L., Rieckmann P. i wsp.: Inflammation in multiple sclerosis: the good, the bad, and the complex. Lancet Neurol. 2002; 1: 499-509.
• 10. Rejdak K.: Patogeneza stwardnienia rozsianego. Aktualn. Neurol. 2009; 9: 86-90.
• 11. Korobowicz A.: Biologia czynnika martwicy nowotworów typu alfa (TNF-alfa). Pol. Merkur. Lekarski 2006; 21: 358-361.
• 12. Lubecka-Macura A., Kohut M.: Nadrodzina TNF - mechanizm działania, funkcje biologiczne i możliwości terapeutyczne. Prz. Gastroenterol. 2010; 5: 303-309.
• 13. Beck J., Rondot P., Catinot L. i wsp.: Increased production of interferon gamma and tumor necrosis factor precedes clinical manifestation in multiple sclerosis: do cytokines trigger off exacerbations? Acta Neurol. Scand. 1988; 78: 318-323.
• 14. Benvenuto R., Paroli M., Buttinelli C. i wsp.: Tumour necrosis factor-alpha synthesis by cerebrospinal-fluid-derived T cell clones from patients with multiple sclerosis. Clin. Exp. Immunol. 1991; 84: 97-102.
• 15. Lubina-Dąbrowska N., Stępień A., Chalimoniuk M.: Aktualny stan badań nad stwardnieniem rozsianym. Pol. Merkur. Lekarski 2013; 34: 135-139.
• 16. Polman C.H., Reingold S.C., Edan G. i wsp.: Diagnostic criteria for multiple sclerosis: 2005 revisions to the “McDonald Criteria”. Ann. Neurol. 2005; 58: 840-846.
• 17. Coclet-Ninin J., Dayer J.M., Burger D.: Interferon-beta not only inhibits interleukin-1β and tumor necrosis factor-a but stimulates interleukin-1 receptor antagonist production in human peripheral blood mononuclear cells. Eur. Cytokine Netw. 1997; 8: 345-349.
• 18. Bitsch A., Kuhlmann T., Da Costa C. i wsp.: Tumour necrosis factor alpha mRNA expression in early multiple sclerosis lesions: correlation with demyelinating activity and oligodendrocyte pathology. Glia 2000; 29: 366-375.
• 19. Sharief M.K., Hentges R.: Association between tumor necrosis factor-a and disease progression in patients with multiple sclerosis. N. Engl. J. Med. 1991; 325: 467-472.
• 20. Selmaj K., Raine C.S., Cross A.H.: Anti-tumor necrosis factor therapy abrogates autoimmune demyelination. Ann. Neurol. 1991; 30: 694-700.
• 21. Sharief M.K., McLean B., Thompson E.J.: Elevated serum levels of tumor necrosis factor-a in Guillain-Barré syndrome. Ann. Neurol. 1993; 33: 591-596.
• 22. Navikas V, He B., Link J. i wsp.: Augmented expression of tumour necrosis factor-a and lymphotoxin in mononuclear cells in multiple sclerosis and optic neuritis. Brain 1996; 119: 213-223.
• 23. Deleault K.M., Skinner S.J., Brooks S.A.: Tristetraprolin regulates TNF TNF-a mRNA stability via a proteasome dependent mechanism involving the combined action of the ERK and p38 pathways. Mol. Immunol. 2008; 45: 13-24.
• 24. Rieckmann P., Albrecht M., Kitze B. i wsp.: Tumor necrosis factor-a messenger RNA expression in patients with relapsing-remitting multiple sclerosis is associated with disease activity. Ann. Neurol. 1995; 37: 82-88.
• 25. Ziaber J., Tchórzewski H., Chmielewski H. i wsp.: [TNF-alpha binding ability as a sign of peripheral blood neutrophils preactivation in the course of multiple sclerosis]. Neurol. Neurochir. Pol. 1999; 33: 789-796.
• 26. Male D., Brostoff J., Roth D.B., Roitt I.: Immunologia. Elsevier Urban & Partner, Wroclaw 2008.
• 27. Chofflon M., Juillard C., Juillard P. i wsp.: Tumor necrosis factor alpha production as a possible predictor of relapse in patients with multiple sclerosis. Eur. Cytokine Netw. 1992; 3: 523-531.
• 28. Nisipeanu P., Korczyn A.D.: Psychological stress as risk factor for exacerbations in multiple sclerosis. Neurology 1993; 43: 1311-1312.

• Document Type: article