NfL – биомаркёр повреждения нейронов

Неврологические расстройства поражают сотни миллионов людей по всему миру, являясь ведущей причиной смерти и накладывая значительное долгосрочное бремя из-за лет, прожитых с инвалидностью¹. Несмотря на различия в причинах, симптомах, прогнозах и методах лечения, все они имеют общее повреждение нейронов.

Многие исследователи сосредоточились на таких биомаркерах, как легкие цепи нейрофиламентов (NfL, от англ. neurofilament light), специфичный для нейронов белок аксонального цитоскелета, который высвобождается в интерстициальную жидкость и спинномозговую жидкость при повреждении нейронов.

NfL в спинномозговой жидкости

Ученые уже более 25 лет используют измерения NfL в качестве биомаркёра для определения повреждения нейронов^2,3. Уровни NfL в спинномозговой жидкости присутствуют в большом количестве. Это делает их надежным типом образца для определения уровня нейроаксиального повреждения при неврологических заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера (AD), Боковой амиотрофический склероз (ALS), рассеянный склероз (MS), черепно-мозговые травмы (TBIs) и др.

NfL в крови

Доступность теста NfL расширила возможности неврологических исследований, разработки лекарств, диагностики и ухода за пациентами. Однако спинномозговая пункция является инвазивной процедурой, требующей специальных навыков, что делает ее далеко не идеальной для рутинного использования и не очень подходящей для крупномасштабных операций.

Несколько ученых исследовали возможность прямого измерения NfL в крови, предлагая альтернативу, которая была бы менее инвазивной, экономически эффективной и более доступной.

В 2013 г. научная группа провела такой эксперимент. Стандартный метод ELISA показал недостаточную чувствительность при определении уровней NfL в большинстве образцов. Однако с использованием технологии электрохемилюминесценции были получены многообещающие результаты.

Появление цифровой технологии «Simoa» ознаменовало важную веху, впервые позволив точно измерить NfL в крови^4,5.

Иммуноанализ Simoa

Ученые из Гетеборгского университета, работающие с NfL, инициировали успешный перенос диагностических антител Uman на платформу «Simoa». В их исследовании изучались уровни NfL в когорте ВИЧ-позитивных людей на разных стадиях заболевания, с различным наличием ВИЧ-ассоциированной деменции и после антиретровирусного лечения, индуцированного подавлением вируса⁶.

До этого исследования оценка NfL в спинномозговой жидкости была основным методом оценки ВИЧ-ассоциированного повреждения ЦНС. Однако эти исследователи совершили заметный прорыв, показав, что повышение уровня NfL после повреждения ЦНС также может быть обнаружено и измерено в образцах плазмы.

Определение измеримых уровней NfL во всех образцах, включая более низкие концентрации, подчеркивает превосходную чувствительность и надежность технологии «Simoa».

***

По мере того как ученые продолжают открывать важные биомаркёры, используя различные сверхчувствительные технологии, будут улучшаться клинические исследования и диагностика. Эти достижения позволяют применять неинвазивные, простые в использовании, доступные, экономически эффективные и масштабируемые методы, которые открывают большие перспективы для улучшения качества медицинской помощи пациентам.

Литература

1. GBD 2016 Neurology Collaborators. Global, regional, and national burden of neurological disorders, 1990-2016: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2016. Lancet Neurol. 2019; 18(5): 459-480. doi: 10.1016/S1474-4422(18)30499-X.
2. Rosengren LE, Karlsson JE, Karlsson JO, Persson LI, Wikkelsø C. Patients with amyotrophic lateral sclerosis and other neurodegenerative diseases have increased levels of neurofilament protein in CSF. J Neurochem. 1996; 67(5): 2013-2018. doi: 10.1046/j.1471-4159.1996.67052013.x.
3. Bridel C, van Wieringen WN, Zetterberg H, et al. Diagnostic Value of Cerebrospinal Fluid Neurofilament Light Protein in Neurology: A Systematic Review and Meta-analysis. JAMA Neurol. 2019; 76(9): 1035-1048. doi: 10.1001/jamaneurol.2019.1534.
4. Rissin DM, Kan CW, Campbell TG, et al. Single-molecule enzyme-linked immunosorbent assay detects serum proteins at sub femtomolar concentrations. Nat Biotechnology. 2010; 28(6): 595-599. doi: 10.1038/nbt.1641.
5. Kuhle J, Barro C, Andreasson U, et al. Comparison of three analytical platforms for quantification of the neurofilament light chain in blood samples: ELISA, electrochemiluminescence immunoassay and Simoa. Clin Chem Lab Med. 2016; 54(10): 1655-1661. doi: 10.1515/cclm-2015-1195.
6. Gisslén M, Price RW, Andreasson U, et al. Plasma Concentration of the Neurofilament Light Protein (NFL) is a Biomarker of CNS Injury in HIV Infection: A Cross-Sectional Study EBioMedicine. 2015; 3: 135-140. Published 2015 Nov 22. doi: 10.1016/j.ebiom.2015.11.036.