Zeitschrift für klinische und zelluläre Immunologie
Offener Zugang

Abstrakt

Profil von Kreislaufmetaboliten in einem schubförmig remittierenden Tiermodell der Multiplen Sklerose unter Verwendung globaler Metabolomik

Mangalam AK, Poisson LM, Nemutlu E, Datta I, Denic A, Dzeja P, Rodriguez M, Rattan R und Giri S

Multiple Sklerose (MS) ist eine chronische entzündliche und demyelinisierende Erkrankung des ZNS. Obwohl MS hinsichtlich der Rolle von Immunzellen, Zytokinen und ZNS-Pathologie gut charakterisiert ist, ist nichts über die metabolischen Veränderungen bekannt, die während des Krankheitsverlaufs im Blutkreislauf auftreten. In jüngster Zeit wurden metabolische Abweichungen in verschiedenen Krankheitsprozessen entweder als krankheitsfördernd, als potenzielle Biomarker oder als therapeutische Ziele definiert. In einem Versuch, die metabolischen Veränderungen zu definieren, die mit dem Fortschreiten der MS-Krankheit verbunden sein könnten, haben wir die Plasmametaboliten in der chronischen Phase der Krankheit anhand eines schubförmig remittierenden experimentellen Autoimmunenzephalomyelitis-Modells (RR-EAE) in SJL-Mäusen profiliert. In der chronischen Phase der Krankheit (Tag 45) wurde ein ungezieltes globales metabolomisches Profiling des Plasmas von an EAE erkrankten SJL- und gesunden Mäusen durchgeführt, wobei eine Kombination aus Hochdurchsatz-Flüssigkeits- und Gaschromatographie mit Massenspektrometrie verwendet wurde. Insgesamt wurden 282 Metaboliten identifiziert, wobei bei 44 Metaboliten signifikante Veränderungen beobachtet wurden (32 hochreguliert und 12 herunterreguliert), die dem Lipid-, Aminosäure-, Nukleotid- und Xenobiotikastoffwechsel zugeordnet wurden und EAE von der gesunden Gruppe unterschieden (p<0,05, Falschentdeckungsrate (FDR)<0,23). Durch die Zuordnung der differentiellen Metabolitensignatur zu ihren jeweiligen biochemischen Stoffwechselwegen mithilfe der Datenbank der Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomics (KEGG) fanden wir sechs Hauptstoffwechselwege, die signifikant verändert (mit konzertierten Veränderungen) oder beeinträchtigt (mit Veränderungen an wichtigen Verbindungen) waren. Dazu gehörten die Gallensäurebiosynthese, der Taurinstoffwechsel, der Tryptophan- und Histidinstoffwechsel, die Linolsäure- und D-Arginin-Stoffwechselwege. Insgesamt wurde im Rahmen dieser Studie eine Signatur von 44 Metaboliten aus verschiedenen Stoffwechselwegen ermittelt, die gut mit dem Schweregrad der EAE-Erkrankung korrelierte. Dies lässt vermuten, dass diese Stoffwechselveränderungen (1) als Biomarker für das Fortschreiten von EAE/MS genutzt werden könnten und (2) zur Entwicklung neuer Behandlungsparadigmen genutzt werden könnten, bei denen Stoffwechselinterventionen mit aktuellen und experimentellen Therapien kombiniert werden könnten, um eine bessere Behandlung von MS zu erreichen.