cerebrospinal fluid biomarker
Dotaz
Zobrazit nápovědu
Zásadní technologický pokrok v posledních dvou dekádách vedl k rozmachu proteomických analýz v různých oblastech medicíny. V onkologii se proteomika likvoru zaměřuje na odhalení biomarkerů u primárních nádorů CNS a k detekci postižení CNS sekundárně nebo na monitoraci neurologických komplikací např. u leukémií nebo lymfomů. Cytologické vyšetření totiž u ně kterých rizikových pacientů nemusí být dostatečně senzitivní. V pediatrické neuroonkologii se diagnostika a následná léčba nádorů CNS v současnosti opírá téměř výhradně o histologické a molekulárně biologické vyšetření tkáně tumoru. U značného počtu pacientů ale resekce či pouhá biopsie nádoru není možná vzhledem k blízkosti životně důležitých center. V těchto případech by mohl pomoct spolehlivý biomarker, jenž by mohl přinést bližší informace o diagnóze, klasifikaci nádorového onemocnění nebo určení rizika, případně by pomohl odhalit potenciální léčebné cíle z lépe dostupného biologického materiálu, jakým je mozkomíšní mok. Relaps v oblasti CNS se vyskytuje u 3–8 % dětí s akutní lymfoblastickou leukémií. Navíc pacienti s potvrzenou leukémií CNS mají tendenci k horšímu výsledku léčby. V průběhu léčby se dětští pacienti také potýkají s četnými komplikacemi, z nichž mezi jedny z nejzávažnějších patří ty postihující CNS. Autoři předkládají přehled výsledků současných studií zabývajících se proteomikou likvoru u dětských onkologických pacientů.
Major technological advances in the last two decades have led to the rise of proteomic analyses in various fields of medicine. In oncology, cerebrospinal fluid proteomics focuses on the detection of biomarkers in primary CNS tumors and on the detection of CNS involvement secondarily or on the monitoring of neurological complications of treatment such as leukemias or lymphomas. Cytology may not be sensitive enough to detect such at-risk patients. In pediatric neuro-oncology, the diagnosis and subsequent treatment of CNS tumors is currently based almost exclusively on histological and molecular biological examination of tumor tissue. However, in a large number of patients, resection or mere biopsy of the tumor is not possible due to the proximity of vital centers. In these cases, a reliable bio marker could help, providing more detailed information on diagnosis, tumor classification, or risk assessment, or helping to identify potential treatment targets from better available bio logical material such as cerebrospinal fluid. CNS relapse occurs in 3–8% of children with acute lymphoblastic leukemia. In addition, patients with confirmed CNS leukemia tend to have a worse treatment outcome. During treatment, pediatric patients also face numerous complications, one of the most serious being those affecting the CNS. The authors present an overview of the results of current studies dealing with cerebrospinal fluid proteomics in pediatric oncological patients.
- MeSH
- akutní lymfatická leukemie diagnóza MeSH
- dítě MeSH
- lidé MeSH
- mozkomíšní mok chemie MeSH
- nádorové biomarkery * MeSH
- nádory centrálního nervového systému * diagnóza MeSH
- proteiny v mozkomíšním moku * analýza MeSH
- proteomika metody MeSH
- Check Tag
- dítě MeSH
- lidé MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
- přehledy MeSH
Východiska: Ačkoli nádory centrální nervové soustavy (CNS) nepatří mezi nejčastější nádorová onemocnění, jejich incidence v posledních letech stále roste. Naneštěstí se tato skupina vyznačuje velmi špatnou prognózou. Výběr správné terapie záleží na včasné a přesné diagnóze. Diagnostické postupy v případě nádorů mozku jsou však často limitovány jejich lokalizací a značnou heterogenitou nádoru. Proto je věnováno velké úsilí hledání nových diagnostických přístupů a biomarkerů, které by byly dostatečně robustní, senzitivní a specifické, a jejichž analýza by ve vztahu k pacientovi eliminovala nutnost biopsie. Mozkomíšní mok (cerebrospinal fluid - CSF) přichází do přímého kontaktu s CNS a představuje proto vhodný biologický materiál, který by mohl prostřednictvím biomarkerů reflektovat její aktuální stav. Vhodnými molekulami se v tomto případě zdají být mikroRNA (miRNA), krátké nekódující RNA, které byly již několikrát detekovány v CSF a jejichž deregulované hladiny jsou asociované s různými typy nádorů CNS. Cíl: Bohužel metodické přístupy používané pro analýzy miRNA v CSF nebyly prozatím dostatečně standardizovány. Z těchto důvodů se v předkládaném přehledovém článku snažíme shrnout a zhodnotit doposud používané metodické přístupy k analýze miRNA z CSF s cílem nalézt ty nejvhodnější. Dále zde sumarizujeme výsledky studií popisující miRNA, které by mohly v budoucnu představovat biomarkery různých nádorových onemocnění CNS.
Backround: Although central nervous system (CNS) tumors are not the most common cancers, their incidence rate is constantly growing. Unfortunately, this group of cancers is characterized by a very poor prognosis with a very short average patient survival. Appropriate therapy depends on early and accurate diagnosis. However, this is often limited by brain tumor localization and heterogeneity. Therefore, new diagnostic approaches and biomarkers that are robust, sensitive, specific, and also without need of invasive biopsy, are still being sought. Cerebrospinal fluid (CSF) comes into direct contact with the CNS and becomes a suitable source of biological material that could reflect actual state of CNS. Suitable molecules in this regard appear to be microRNAs (miRNAs), short non-coding RNAs, that have been already detected in CSF and whose dysregulated levels are associated with various types of brain tumors. Purpose: Unfortunately, the methodical approaches used for CSF miRNA analysis have not been sufficiently standardized yet. For this reason, we summarize and evaluate methodical approaches which were previously used for miRNA analysis from CSF in order to find the most appropriate ones. Subsequently, we review studies focused on miRNA with potential to become biomarkers of CNS tumors in the future.
- MeSH
- lidé MeSH
- mikro RNA MeSH
- mozkomíšní mok MeSH
- nádorové biomarkery MeSH
- nádory mozku * diagnóza MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
- MeSH
- biologické faktory diagnostické užití MeSH
- lidé MeSH
- proteomika trendy MeSH
- schizofrenie diagnóza MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
Východiska: Deregulované hladiny mikroRNA (miRNA), krátkých nekódujících RNA pojících se s patogenezí mnoha onemocnění, byly pozorovány i v mozkomíšním moku (cerebrospinal fluid – CSF). Analýza miRNA v CSF u pacientů postižených nádory centrální nervové soustavy (CNS) by mohla pomoci vyvinout novou diagnostickou platformu umožňující přesnější diagnostiku. Proto se v naší studii snažíme optimalizovat metodické přístupy sloužící pro detekci miRNA, jako je izolace RNA a výběr vhodné technologie pro globální profilování miRNA v CSF. Materiál a metody: V rámci optimalizace izolace RNA z CSF bylo porovnáváno několik komerčně dostupných izolačních kitů s různými modifikacemi v protokolu. Při výběru nejvhodnější metody pro vysokokapacitní profilování miRNA byly testovány dva panely založené na kvantitativní polymerázové řetězové reakci a sekvenování nové generace. Výsledky: Jako nejvhodnější izolační kit byl vyhodnocen Urine miRNA Purification kit (Norgen). Jako nejlepší metoda pro následné vysokokapacitní profilování miRNA v CSF bylo vybráno sekvenování nové generace. Závěr: Optimalizovali jsme protokol pro izolaci RNA a vysokokapacitní analýzu miRNA v mozkomíšním moku.
Backgrounds: Deregulated levels of miRNAs, short noncoding RNAs associated with pathogenesis of many diseases, have been observed in cerebrospinal fluid (CSF). Therefore, the analysis of CSF miRNAs in patients affected by tumors of central nervous system (CNS) might help to develop new diagnostic platform enabling more precise diagnosis. Thus, in our study we tried to optimize methodical approaches to be used for miRNA detection as RNA isolation and selection of suitable technology for global high-throughput miRNA profiling. Material and Methods: In the optimization phase of RNA isolation from CSF, various commercially available kits with different protocol modifications were compared. Two quantitative polymerase chain reaction panels and Next Generation Sequencing method were tested for selection of the most suitable method for miRNA comprehensive profiling. Results: The Urine miRNA Purification kit (Norgen) and Next Generation Sequencing was selected as the most suitable kit for RNA extraction from CSF and method for miRNA comprehensive profiling, resp. Conclusion: We established a protocol for RNA isolation and miRNA comprehensive profiling in CSF clinical specimens.
- MeSH
- glioblastom diagnóza MeSH
- kvantitativní polymerázová řetězová reakce MeSH
- lidé MeSH
- mikro RNA * MeSH
- mozkomíšní mok MeSH
- nádorové biomarkery MeSH
- nádory mozku * diagnóza MeSH
- reagenční diagnostické soupravy * MeSH
- vysoce účinné nukleotidové sekvenování MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- hodnotící studie MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
- MeSH
- apolipoproteiny analýza diagnostické užití MeSH
- finanční podpora výzkumu jako téma MeSH
- imunoglobuliny analýza diagnostické užití MeSH
- lidé MeSH
- mozkomíšní mok imunologie MeSH
- nádorové biomarkery analýza diagnostické užití chemická syntéza MeSH
- proteiny akutní fáze analýza diagnostické užití MeSH
- proteiny v mozkomíšním moku analýza diagnostické užití MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
Vyšetření mozkomíšního moku je základní vyšetřovací metodou v neurologii používanou k diferenciální diagnostice řady zánětlivých, autoimunitních či neurodegenerativních onemocnění CNS. V důsledku nutnosti minimalizace diagnostických chyb byl vytvořen panel laboratorních likvorových vyšetření nezbytných k diagnostice a diferenciální diagnostice roztroušené sklerózy. Patří k nim kvantitativní a kvalitativní cytologie, základní biochemické vyšetření, posouzení stavu hematolikvorové bariéry, vyšetření intratekální syntézy IgG a stanovení počtu oligoklonálních IgG pásů.
An examination of the cerebrospinal fluid (CSF) is the essential examination method used in neurology, used for differential diagnostics of a number of inflammatory, auto-immune or neurodegenerative diseases of the CNS. Due to the necessity of minimising diagnostic errors, a panel of laboratory examinations of the CSF was developed, essential for diagnosis and differential diagnostics of multiple sclerosis. Among those are quantitative and qualitative cytology, basic biochemical examinations, examination of the condition of the blood-CSF barrier, examination of intrathecal IgG synthesis and determination of the number of oligoclonal IgG bands.
- MeSH
- biologické markery MeSH
- hematoencefalická bariéra chemie MeSH
- imunoenzymatické techniky metody MeSH
- imunoglobulin G biosyntéza MeSH
- lidé MeSH
- mozkomíšní mok cytologie chemie imunologie MeSH
- oligoklonální proužky biosyntéza diagnostické užití MeSH
- protilátky virové biosyntéza diagnostické užití MeSH
- roztroušená skleróza * MeSH
- virus spalniček imunologie MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
Cíle studie: 1. Zhodnocení buněčností likvoru (CSF, z angl. cerebrospinal fluid = mozkomíšní mok), koncentrací glukózy v CSF, hodnot glukózového kvocientu (Q glu. ), koncentrací laktátu v CSF a hodnot koeficientu energetické bilance (KEB) coby ukazatelů intenzity zánětlivého procesu v centrálním nervovém systému (CNS) ve skupinách pacientů bez postižení CNS, pacientů s mírnými serózními záněty CNS neinfekční etiologie, pacientů se serózními záněty CNS infekční etiologie a pa- cientů s purulentními záněty CNS s extracelulárními bakteriemi v patogenezi. 2. Porovnání informačního potenciálu parametrů energetického metabolismu glukózy v likvorovém kompartmentu v soubo - ru vyšetřených pacientů, tzn. koncentrací glukózy v CSF, hodnot Q glu. , koncentrací laktátu v CSF a hodnot KEB. Typ studie: Retrospektivní studie. Materiál a metody: Vyšetřili jsme 133 vzorků CSF pacientů bez postižení CNS, 227 vzorků CSF pacientů s mírnými serózními záněty CNS s intrathekální syntézou imunoglobulinů neinfekční etiologie, 208 vzorků CSF pacientů se serózními záněty CNS infekční příčiny a 140 vzorků CSF pacientů s purulentními záněty CNS s extracelulárními bakteriemi v patogenezi. Oblastí našeho zájmu byly buněčnost CSF, koncentrace glukózy v CSF, hodnoty Q glu. , koncentrace laktátu v CSF a hodnoty KEB. Pro statistické hodnocení vybraných parametrů jsme použili D’Agostinův omnibus test, Kruskalův-Wallisův test s následnou post hoc analýzou Dunnovou metodou, Spearmanův korelační koeficient a multinomiální logistickou regresní analýzu. Výsledky: V likvorovém kompartmentu pacientů bez postižení CNS jsme nezjistili žádné změny na úrovni buněčností CSF ani změny energetické. V likvorovém kompartmentu pacientů s mírnými serózními záněty CNS neinfekční etiologie byly pouze v některých případech patrny zvýšené buněčnosti CSF a jisté odchylky hodnot Q glu. , koncentrací laktátu v CSF a hod - not KEB od normálu. V likvorovém kompartmentu pacientů se serózními záněty CNS infekční etiologie byly pozorovány projevy nápadně zvýšené intenzity zánětlivého procesu v likvorovém kompartmentu především na úrovni buněčností CSF, koncentrací laktátu v CSF a hodnot KEB. Vysoká intenzita purulentního zánětlivého procesu bakteriální etiologie v CNS se výrazně projevila na úrovni všech sledovaných parametrů. Nejtěsnější vztah jsme v našem souboru pacientů zjistili mezi buněčnostmi CSF a hodnotami KEB ( ρ = -0,770), následoval vztah mezi buněčnostmi CSF a koncentracemi laktátu v CSF ( ρ = 0,734), hodnotami Q glu. ( ρ = -0,676) a koncentracemi glukózy v CSF ( ρ = -0,544). Využitelnost uvedených parametrů k predikci intenzity zánětlivého procesu v CNS jsme ověřili pomocí multinomiální logistické regresní analýzy. Nejvyšší pre - dikční potenciál měly buněčnost CSF se 71,9 % a KEB se 71,6 % správně zařazených pacientů. Následovaly koncentrace laktátu v CSF s 64,7 %, Q glu. s 58,8 % a koncentrace glukózy v CSF s 54,7 % správně klasifikovaných pacientů. Závěr: Získané výsledky podpořily vhodnost využití úrovní buněčností CSF, koncentrací glukózy v CSF, hodnot Q glu. , kon - centrací laktátu v CSF a hodnot KEB k diagnostice postižení a monitorování intenzity zánětů v CNS. Navíc umožnily vytvořit pořadí energetických parametrů v likvorovém kompartmentu pacientů našeho souboru podle úrovně jejich informačního potenciálu. Nejpříznivějších výsledků pro hodnocení intenzity zánětlivého procesu v CNS tak bylo dosaženo v případě hod - not KEB, následovaly je koncentrace laktátu v CSF a hodnoty Q glu. a nejméně příznivých výsledků jsme dosáhli v případě koncentrací glukózy v CSF.
Objective: 1. Evaluate the numbers of cells in the cerebrospinal fluid (CSF), glucose concentrations in the CSF, values of the glucose quotient (Q glu. ), lactate concentrations in the CSF and values of the coefficient of energy balance (KEB) as indicators of intensity of the inflammatory process in the CSF in groups of patients without CNS impairment, with slight serous inflam - mation of non-infectious aetiology in the CNS, with serous inflammation of infectious aetiology in the CNS and of patients with purulent inflammation in the CNS with extracellular bacteria in pathogenesis. 2. Compare the information potential of the used parameters of the glucose energy metabolism in the CSF compartments in our group of the investigated patients, i.e. concentrations of glucose in the CSF, values of the Q glu. , concentrations of lactate in the CSF and values of the KEB. Design: Retrospective study. Material and Methods: We examined 133 CSF specimens in patients without CNS impairment, 227 CSF specimens in pa - tients with slight serous inflammation with intrathecal synthesis of immunoglobulins of non-infectious aetiology in the CNS, 208 CSF specimens in patients with serous inflammation of infectious aetiology in the CNS and 140 CSF specimens in patients with purulent inflammation in the CNS with extracellular bacteria in pathogenesis. The objects of our interest were numbers of cells in the CSF, concentrations of glucose in the CSF, values of the Q glu. , concentrations of lactate in the CSF and values of the KEB. The D’Agostino Omnibus test, the Kruskal-Wallis test with follow-up post hoc analysis using the Dunn’s method, the Spearman correlation coefficient and the multinomial logistic regression analysis were used for statis - tical analysis of the examined parameters. Results: We did not find any changes in the numbers of cells in the CSF and in energy ratios in the CSF compartment of patients without CNS impairment. We found raised numbers of cells in the CSF and slight alterations of the glucose quo - tients, lactate concentrations in the CSF and the values of the KEB only in some patients with slight serous inflammations of non-infectious aetiology in the CNS. We observed manifestations of conspicuously increased intensity of inflammation in the numbers of cells in the CSF, lactate concentrations in the CSF and the values of the KEB in patients with serous inflam - mations of infectious aetiology in the CNS. Very high intensity of purulent inflammation in the CNS of bacterial aetiology was well apparent in all the evaluated parameters. Concerning the relationship, either direct or indirect, between the number of cells in the CSF and the other parameters, we found the highest correlation between the number of cells in the CSF and the values of the KEB ( ρ = -0.770), followed by the lactate concentrations in the CSF ( ρ = 0.734), the Q glu. ( ρ = -0.676) and the glucose concentrations in the CSF ( ρ = -0.544). We verified the applicability of the parameters mentioned above for prediction of the intensity of inflammation in the CNS via multinomial logistic regression analysis. The number of cells and the KEB, with 71.9 % and 71.6 % respectively, has the highest prediction potential of the correctly classified patients. They were followed by the lactate concentration in the CSF with 64.7 %, the Q glu. with 58.8 % and the glucose concentration with 54.7 % of the correctly classified patients. Conclusion: Our study supports the applicability of the numbers of cells in the CSF, the glucose concentrations in the CSF, the values of the Q glu. , the lactate concentrations in the CSF and the values of the KEB for diagnosing CSF impairment and for monitoring the intensity of inflammation in the CNS. Further, the results enabled determination of the information potential of the energy parameters. The values of the KEB were most suitable for evaluation of the intensity of inflammation in the CNS. Less suitable results were achieved in case of the lactate concentrations in the CSF. Even worse results were observed in case of the values of Q glu. and the least suitable results were observed in case of the glucose concentrations in the CSF.
Neuropsychiatrické postižení u systémového lupus erythematodes (NPSLE) představuje závažnou komplikaci této choroby, která významně zhoršuje kvalitu života nemocného. Jde o jeden z nejkomplexnějších projevů systémového lupusu, který může postihnout centrální, periferní i autonomní nervový systém. Přesná patofyziologie tohoto onemocnění není dosud známa a specifický biomarker sloužící k jejímu odhalení také ne. Vyšetření mozkomíšního moku je v posledních letech věnována větší pozornost, zejména při diagnostickém algoritmu NPSLE. Mimo standardní cytologické, biochemické a imunologické vyšetření nabízí též možnost detekce autoprotilátek, zánětlivých mediátorů a poruchy hematoencefalické bariéry. Cílem této práce je shrnout nejčastější likvorové nálezy u pacientů s neuropsychiatrickým postižením u systémového lupus erythematodes. Nejčastějším typem celulární odpovědi v likvoru NPSLE je mírná pleocytóza s převahou lymfocytů, u transverzální myelitidy pak neutrofilní granulocytóza. V biochemickém vyšetření bývá v likvoru až v polovině případů zvýšena celková bílkovina, stejně tak jako elevace Q albuminového kvocientu, který ukazuje na poškození hematoencefalické bariéry. Častým nálezem také bývá zvýšení IgG indexu a detekce intratékální oligoklonální syntézy IgG. Z prozánětlivých cytosinů jsou v likvoru ve většině případů NPSLE přítomny IL-6 a IL-8. Z autoprotilátek vykazují asociaci s NPSLE anti-RP, anti-N, anti-U1RNP a anti-Sm protilátky. Klíčová slova: neuropsychiatrický systémový lupus erythematodes, mozkomíšní mok
Neuropsychiatric systemic lupus erythematosus (NPSLE) is a serious complication of this disease which significantly degrades the quality of life of the patient. This is one of the most complex manifestations of systemic lupus, which can affect the central, peripheral and autonomic nervous system. The exact pathophysiology of this disease is not known yet, neither is a specific biomarker for its detection. The neurological examination of cerebrospinal fluid has received more attention in recent years, especially in the NPSLE diagnostic algorithm. Besides standard cytological, biochemical and immunological examinations, it also offers the possibility of detection of autoantibodies, inflammatory mediators and blood-brain barrier disorders. The aim of this work is to summarize the most frequent findings in patients with neuropsychiatric involvement in systemic lupus erythematosus. The most common type of cellular response in NPSLE is mild pleocytosis with a majority of lymphocytes, and neutrophilic granulocytosis in transverse myelitis. In the biochemical examination of the cerebrospinal fluid, in up to half of the cases the total protein and the albumin quotient were increased, indicating damage to the blood-brain barrier. A frequent finding is also an increase in the IgG index and detection of intrathecal oligoclonal IgG synthesis. Of the pro-inflammatory cytokines, IL-6 and IL-8 are present in most cases of NPSLE. Proteins that are associated with NPSLE include anti-RP, anti-N, anti-U1RNP and anti-Sm antibodies. Key words: neuropsychiatric systemic lupus erythematosus, cerebrospinal fluid
- MeSH
- autoprotilátky analýza MeSH
- diferenciální diagnóza MeSH
- hematoencefalická bariéra fyziologie MeSH
- lidé MeSH
- metaanalýza jako téma MeSH
- mozkomíšní mok * cytologie chemie MeSH
- vaskulitida centrálního nervového systému při lupus erythematodes * diagnóza patologie MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
