Estudio de la Chitinase 3-like 1 en la esclerosis múltiple
Ester Cantó
Centre d’Esclerosi Múltiple de Catalunya (CEM-Cat), Servei de Neurologia-Neuroimmunologia, Vall d’Hebron Institut de Recerca,
Hospital Universitari Vall d´Hebron, Universitat Autònoma de Barcelona, Barcelona. España.
• Es una enfermedad crónica, inflamatoria y desmielinizante que afecta al SNC
• España: 60-70 casos por cada 100.000 habitantes
• Adultos jóvenes de 20-40 años. Mujer:hombre = 2:1
• Posible patogenia autoinmune
• Estan implicados factores genéticos (HLA-DR2) y ambientales
Esclerosis Múltiple
Los factores radiológicos relacionados con el primer brote (CIS) son los que mejor predicen la conversión a esclerosis múltiple (EM).
(Brex et al., 2002; NEJM 34:158 /Tintoré et al., 2000; AJNR 21:702 / Fisniku et al., 2008; Brain 131, 808)
La presencia de bandas oligoclonales (BOC) en líquido cefalorraquídeo (LCR) incrementa el riesgo de conversión a EM y es un factor predictivo independiente a la resonancia magnética (RM).
(Tintoré et al., 2008; Neurology 70:1079)
El papel de otros biomarcadores en pacientes CIS es controvertido, dado que otros marcadores propuestos no se han confirmado (p.e., anti-MOG y anti-MBP)
(Berger et al., 2003; NEJM 349, 139 / Pelayo et al., 2007; NEJM 356, 426/ Kuhle et al., 2007; NEJM 356, 371)
Introducción
Antecedentes – cohorte original
Conversión a EM 3 ó 4 criterios de Barkhof BOC positivas
Conversores
N = 30
No conversión a EM RM normal, basal y a los 5
años BOC negativas
No Conversores
N = 30
NGD: número de lesiones captantes de gadolinioNT2L: número de lesiones en T2
Antecedentes – cohorte original
Antecedentes – cohorte de validación*
Controles No conversores Conversores
*Cohorte de validación proporcionada por el Hospital Ramón y Cajal - Madrid
Objetivo
Validación de la chitinase 3-like 1 como biomarcador diagnóstico y pronóstico en la esclerosis múltiple y estudio de su función
Contenido
1. Chitinase 3-like 1 como biomarcador de forma clínica de esclerosis múltiple
2. Chitinase 3-like 1 como biomarcador de conversión a esclerosis múltiple
3. Función de la Chitinase 3-like 1 en la esclerosis múltiple
Contenido
1. Chitinase 3-like 1 como biomarcador de forma clínica de esclerosis múltiple
2. Chitinase 3-like 1 como biomarcador de conversión a esclerosis múltiple
3. Función de la Chitinase 3-like 1 en la esclerosis múltiple
Material y Métodos
- 252 muestras de plasma de pacientes con diferentes formas clínicas de EM (incluyendo un subgrupo de pacientes tratados con interferón) y 57 muestras de controles sanos
- Determinación de los niveles plasmáticos de Chitinase 3-like
- 3274 muestras de ADN de pacientes con EM y 3483 muestras de controles sanos
- Genotipado de un polimorfismo en el promotor del gen de la chitinase 3-like 1
Contenido
1. Chitinase 3-like 1 como biomarcador de forma clínica de esclerosis múltiple
2. Chitinase 3-like 1 como biomarcador de conversión a esclerosis múltiple
3. Función de la Chitinase 3-like 1 en la esclerosis múltiple
Material y Métodos
- Determinación de los niveles de Chitinase 3-like 1 en el LCR
No conversores
Conversores
ONDni ONDi
394 418 438 121
Estudio multicéntrico: 15 centros europeos
Resultados: Características clínicas de los pacientes
343/400 (85.7)243/377 (64.4)BOC(%)
0.810 (0.607-1.130)0.640 (0.538-0.901)Índice IgG
36.0 (29.0-45.0)34.0 (27.0-44.0)Concentración proteína (g/L)b
5.2 (2.0-12.0)3.4 (1.0-9.7)Células LCR (células/ul)b
6.4 (3.7)4.2 (3.2)Tiempo seguimiento (años)a
294/187 (71.0)296/98 (75.1)mujer/hombre (%mujer)
30.6 (8.1)33.9 (9.7)Edad (años)a
418394n
ConversoresNo conversoresCaracterísticas
a mean (SD)b median (IQR)
Resultados: CHI3L1 como biomarcador de conversión en pacientes con un CIS
No conve
rsore
s
Convers
ores
OND no in
flam
atorio
OND infla
mat
orio
0
100
200
300
500
1000
1500
Ch
itin
ase
3-lik
e 1
(ng
/ml)
Comparación de los niveles de CHI3L1
entre grupos
Resultados: CHI3L1 como biomarcador de conversión en pacientes con un CIS
No conve
rsore
s
Convers
ores
OND no
infla
mat
orio
OND infla
mat
orio0
100
200
300
500
1000
1500
Ch
itin
ase
3-lik
e 1
(ng
/ml)
p=1.49x10-5
Comparación de los niveles de CHI3L1
entre grupos
Niveles en pacientes que convierten
Resultados: CHI3L1 como biomarcador de conversión en pacientes con un CIS
No conve
rsore
s
Convers
ores
OND no in
flam
atorio
OND infla
mat
orio
0
100
200
300
500
1000
1500
Ch
itin
ase
3-lik
e 1
(ng
/ml)
p=0.325
2.59x10-7
p=1.49x10-5
Comparación de los niveles de CHI3L1
entre grupos
Resultados: CHI3L1 como biomarcador de conversión en pacientes con un CIS
No conve
rsore
s
Convers
ores
OND no
infla
mat
orio
OND infla
mat
orio0
100
200
300
500
1000
1500
Ch
itin
ase
3-lik
e 1
(ng
/ml)
p=0.325
2.59x10-7
p=1.49x10-5
p=3.56x10-17
Comparación de los niveles de CHI3L1
entre grupos
Resultados: CHI3L1 y tiempo de conversión
Pro
por
tion
of p
atie
nts
with
CD
MS
Time since first attack (months)
Cut-off niveles CHI3L1: 285 ng/ml
Resultados: CHI3L1 y tiempo de conversión
Pro
por
tion
of p
atie
nts
with
CD
MS
Time since first attack (months)
Cut-off niveles CHI3L1: 285 ng/ml
log-rank p=8.7x10-8
Niveles altos se asocian con un menor tiempo de conversión a EMCD
Contenido
1. Chitinase 3-like 1 como biomarcador de forma clínica de esclerosis múltiple
2. Chitinase 3-like 1 como biomarcador de conversión a esclerosis múltiple
3. Función de la Chitinase 3-like 1 en la esclerosis múltiple
Material y Métodos
- Determinación de la expresión de Chitinase 3-like 1 en muestras de tejido cerebral humano de lesiones de pacientes con EM (n=10) y de controles sanos (n=2)
- Tinciones:
- Hematoxilina-eosina (inflamación)
- Kluver-Barrera (desmielinización)
- Inmunohistoquímicas dobles de CHI3L1 con:
- GFAP (astrocitos)
- CD68 (macrófagos)
- CD3 (linfocitos T)
Material y Métodos
- Estudio de la función en el modelo animal de la esclerosis múltiple: Encefalomielitis Autoinmune Experimental (EAE).
- EAE en ratones wt y KO para la chitinase 3-like 1
(resultados preliminares)
ALTA ACTIVIDAD INFLAM BAJA ACTIVIDAD INFLAM CONTROL
Resultados: IHQ de SNC
Hematoxilina - eosina
Kluver - Barrera
ALTA ACTIVIDAD INFLAMATORIA BAJA ACTIVIDAD INFLAMATORIA CONTROL
Se observa mayor expresión de CHI3L1 en lesiones crónicas activas con alta actividad inflamatoria
Resultados: expresión de CHI3L1 en lesiones de EM
ALTA ACTIVIDAD INFLAMATORIA BAJA ACTIVIDAD INFLAMATORIA CONTROL
GFAP – CHI3L1
Se observa mayor expresión de CHI3L1 en los astrocitos reactivos de las lesiones con alta actividad inflamatoria
Resultados: expresión de CHI3L1 en astrocitos
ALTA ACTIVIDAD INFLAMATORIA BAJA ACTIVIDAD INFLAMATORIA CONTROL
CD68 – CHI3L1
Se observa expresión de CHI3L1 en los macrófagos de las lesiones crónicas activas con alta y baja actividad inflamatoria
Resultados: expresión de CHI3L1 en macrófagos
ALTA ACTIVIDAD INFLAMATORIA BAJA ACTIVIDAD INFLAMATORIA CONTROL
CD3 – CHI3L1
No se observa expresión de CHI3L1 en linfocitos T CD3+
Resultados: expresión de CHI3L1 en linfocitos T
Resultados preliminares: EAE en ratones wt y KO para CHI3L1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
0
1
2
3
4
5
6
hembras WT
hembras KOmachos wtmachos KO
(7/5)(13/11)(11/8)(12/9)
día post inmunización
SC
OR
E
Resultados preliminares: EAE en ratones wt y KO para CHI3L1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
0
1
2
3
4
5
6
machos wtmachos KO
día post inmunización
SC
OR
E
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
0
1
2
3
4
5
hembras WT
hembras KO
día post inmunización
SC
OR
E
Diferencias en el score clínico entre hembras wt y KO
Conclusiones
• Los niveles plasmáticos de CHI3L1 están aumentados en las formas progresivas (EMSP y EMPP) comparado con las formas remitentes recurrentes (EMRR) y los controles sanos.
• El SNP en el promotor del gen de la CHI3L1 influye en los niveles plasmáticos de la proteína y está asociado con las formas progresivas de la EM
PERIFERIA PLASMA
Conclusiones
• Los niveles plasmáticos de CHI3L1 están aumentados en las formas progresivas (EMSP y EMPP) comparado con las formas remitentes recurrentes (EMRR) y los controles sanos.
• El SNP en el promotor del gen de la CHI3L1 influye en los niveles plasmáticos de la proteína y está asociado con las formas progresivas de la EM
PERIFERIA PLASMA
CENTRAL LCR
• Papel pronóstico en los pacientes con un primer brote (CIS):
los niveles de CHI3L1 en LCR están aumentados en los pacientes que posteriormente convierten a EM comparado con los que permanecen como CIS.
Niveles altos al inicio se asocian con un tiempo de conversión menor a EM
Conclusiones
• Correlación entre la expresión de CHI3L1 en SNC e inflamación:
La expresión de CHI3L1 en lesiones del SNC de pacientes con EM se encuentra elevada en astrocitos y macrófagos de las lesiones activas, mientras que solamente se encuentra en algunos astrocitos reactivos de las lesiones menos activas.
No existe expresión de CHI3L1 en el SNC de controles sanos.
CENTRAL TEJIDO CEREBRAL
• Correlación entre la expresión de CHI3L1 en SNC e inflamación:
La expresión de CHI3L1 en lesiones del SNC de pacientes con EM únicamente se encuentra elevada en astrocitos de las lesiones activas así como en los macrófagos tanto de las lesiones con alta como con baja actividad inflamatoria.
No existe expresión de CHI3L1 en el SNC de controles sanos.
ConclusionesCENTRAL TEJIDO CEREBRAL
MODELO ANIMAL (EAE)
• La ausencia de CHI3L1 en los ratones parece modificar el curso de la enfermedad, siendo más leve durante la fase crónica.
• Este efecto parece observarse principalmente en el sexo femenino.