Datum: Leden 2023
Připravil člen SICEce Bayram, MD, PhD
AutořiDavid Coughlin, MD, MTR; Melissa Murray, PhD.; Shunsuke Koga, MD, PhD; a Gabor G. Kovacs, MD, PhD. 
editorLorraine Kalia, MD, PhD.

Úvod 

Atypické parkinsonismy jsou poruchy pohybu, které se mohou podobat Parkinsonově chorobě, ačkoli často postupují rychleji a jsou spojeny s několika motorickými a nemotorickými příznaky, které nejsou pro Parkinsonovu chorobu charakteristické. Tato skupina neurodegenerativních onemocnění zahrnuje mnohočetnou systémovou atrofii (MSA), progresivní supranukleární obrnu (PSP), kortikobazální degeneraci (CBD) a demenci s Lewyho tělísky, přičemž všechny vyžadují specifické patologické nálezy pro stanovení definitivní diagnózy. Ačkoli tradiční klinicko-patologická diagnóza si u parkinsonských poruch stále zachovává svůj význam, pokroky v oblasti neuropatologie formují naše chápání patofyziologie atypických parkinsonismů a také vedou naše hledání biomarkerů a léčebných cílů. Zde Dr. David Coughlin, Melissa Murray, Shunsuke Koga a Gabor Kovacs diskutují o roli neuropatologie u atypických parkinsonismů nad rámec diagnózy a očekávaném pokroku ve výzkumu a také nastiňují současný stav darování mozku na celém světě.  

1. Jaké další informace může neuropatologie poskytnout o atypických parkinsonismech kromě tradiční patologické diagnózy?  

Dr. Kovacs:

Neuropatologie nám pomáhá objevovat nové morfologické fenotypy, které nám pomáhají pochopit variabilitu klinických průběhů. Spolu s doplňkovými metodami, jako je biochemie, kryo-EM a seedingové testy, nám to pomáhá přesněji porozumět neurodegenerativním proteinopatiím. V neuropatologii se stále vyskytují „neočekávané“ výsledky, což znamená, že klinické podezření a výsledky neuropatologie se mohou lišit. To platí zejména pro klinicky „atypické“ fenotypy a parkinsonismus. Stále musíme pochopit spektrum kombinovaných/smíšených patologií a jejich klinicko-patologický význam. Bez neuropatologie toho zatím nelze dosáhnout. Nedávný vývoj v oblasti biomarkerů, neurozobrazování (včetně PET ligandů) a dokonce i terapeutických studií vyžaduje zpětnou vazbu od neuropatologie z důvodů kvality a nakonec i pro popis účinků/vedlejších účinků terapií. Klasické klinicko-patologické diskuse jsou stále velmi účinným způsobem kontroly kvality pro klinické lékaře a vzdělávání nové generace neurologů. 

Dr. Koga:

Nejdůležitější je, že neuropatologie je jediný způsob, jak potvrdit diagnózu atypických parkinsonských poruch. Klinická diagnóza atypických parkinsonských poruch je náročná a neuropatologické a klinické diagnózy se někdy liší. Například není neobvyklé, že u pacienta, u kterého se klinicky předpokládá PSP, se při pitvě zjistí patologii MSA. Je zásadní potvrdit diagnózu a poskytnout výsledky lékařům a rodinám pacientů. Neuropatologie může nejen potvrdit diagnózu, ale také vyhodnotit doprovodnou patologii. Například mnoho pacientů s PSP má nejen patologii tau proteinu, ale také řadu dalších patologií, včetně cerebrovaskulárního onemocnění, neuropatologických změn při Alzheimerově chorobě (např. neurofibrilární spleti a amyloidní plaky) a patologie TDP-43. Jednou z budoucích výzev je vyhodnocení dopadu těchto komorbidních patologií na klinické projevy a rozsah a distribuci patologie tau proteinu. 

Dr. Murray:

Neuropatologie poskytuje základní informace při hodnocení neurodegenerativních onemocnění. Vzhledem k tomu, že biomarkery neustále zlepšují rozpoznávání abnormálních změn před smrtí, zůstává neuropatologie klíčová pro potvrzení klinických podezření a vyhodnocení mikroskopického rozložení patologie, které mohlo ovlivnit klinické projevy. Jak naznačil Dr. Koga, neuropatologické léze jsou strategické a mohou se maskovat jako klinický syndrom, který je v rozporu s očekávanou neuropatologií. Neuropatologické vyšetření lézí u atypických parkinsonismů navíc poskytuje vhled do prostorové biologie neuronálních a gliových interakcí, laminárního rozložení a prostředí obklopujícího neurochirurgické zákroky (např. hlubokou mozkovou stimulaci). 

Dr. Coughlin:

Nejnovější klinická kritéria pro MSA, CBD a PSP mají ve srovnání s patologickými diagnózami poměrně vysokou pozitivní prediktivní hodnotu. V klinických diagnózách se však stále vyskytují chyby, a to i u pacientů, kteří jsou sledováni po mnoho let. Biomarkery in vivo, které mohou pomoci rozlišit atypické parkinsonismem s podobnými fenotypy, jsou stále předmětem výzkumu a mnoho z nich není ve většině klinik snadno dostupné (např. tau PET druhé generace, scintigrafie srdeční MIBG, imunofluorescence kůže alfa-synukleinu, amplifikační testy v mozkomíšním moku atd.). Patologické vyšetření tedy i nyní zůstává zlatým standardem pro diagnostiku atypických parkinsonismem; studie pacientů s diagnózami potvrzenými pitvou navíc poskytuje mimořádně cenné informace o jejich klinickém průběhu a profilech biomarkerů během života.  

Kromě kategorických informací získaných z patologické diagnózy mohou patologická vyšetření poskytnout informace o oblastech mozku postižených onemocněním. To umožňuje lepší pochopení zranitelných sítí a oblastí, které tyto změny vykazují, což může naznačovat mechanismy šíření patologie. Existuje publikovaný systém stagingů pro neuropatologii PSP, ale existují méně dobře definované systémy stagingů pro MSA a CBD a zprávy obvykle popisují pouze oblasti postižené proteinovými agregáty. Pro definování systémů stagingů pro další atypické parkinsonismy je zapotřebí dalšího studia. 

Patologické vyšetření může také odhalit přítomnost dalších kopatologií, jako je cerebrovaskulární onemocnění, neuropatologické změny u Alzheimerovy choroby a inkluze TDP-43. Ačkoli je v rozsáhlé literatuře dobře zdokumentováno, že většina pitevních mozků obsahuje více než jednu neuropatologii, tyto znalosti se často neuplatňují v klinickém hodnocení nebo charakterizaci biomarkerů pacientů. Jak kopatologie mohou nebo nemusí ovlivňovat klinický průběh atypických parkinsonských onemocnění nebo jak mohou kopatologie mechanisticky interagovat s primární atypickou parkinsonskou patologií, není zcela objasněno. 

Výše uvedené komentáře se konečně týkají hodnocení pomocí tradičních imunohistochemických barvicích technik na fixované tkáni pro známé entity, jako je tau, alfa-synuklein, amyloid-beta a TDP-43. Existuje nespočet informací, které lze získat i z hodnocení dalších proteinů a izoforem (tj. izoforem 4R tau a 3R tau, mikroglií, markerů zánětu, testů na oligomerní proteiny a mnoha dalších). Ještě více informací lze získat ze zmrazené tkáně, kde lze použít další techniky, jako je RNA-seq a amplifikační testy s tau nebo alfa-synukleinem. 

2. Jaký je podle vás nadcházející pokrok v neuropatologii atypických parkinsonských onemocnění? 

Dr. Coughlin:

Myslím, že pokračující práce na ultrastrukturálním složení tau a alfa-synukleinu u atypických parkinsonismů pomocí elektronové mikroskopie je zajímavá a rozšiřuje naše znalosti nad rámec oblastí, buněčných typů a morfologie proteinových agregátů. Testy amplifikace očkování, jako je real-time quaking induced conversion (RT-QuIC) a protein misfolding cyklická amplifikace (PMCA), jsou testy, které využívají templátovou kapacitu patologických alfa-synukleinových a tau „semen“. Tyto testy jsou ve vývoji jako biomarkery in vivo v mozkomíšním moku a periferní tkáni, ale použití těchto testů k měření aktivity očkování přímo z mozkové tkáně poskytuje zajímavé informace o aktivitě očkování tau a alfa-synukleinu u atypických parkinsonismů. Vyvíjejícím se tématem je také to, jak může být atypický parkinsonism ovlivněn proteinem TMEM106B, který se podílí na funkci lysozomů, jehož agregáty jsou pozorovány u mnoha neurodegenerativních onemocnění. V neposlední řadě bude velmi důležité studium vztahu mezi neuropatologií a biomarkery biofluid a novými PET ligandy. 

Použití technik digitální analýzy obrazu může nabídnout doplňující informace k hodnocení a popisům, které získáte z tradičních patologických vyšetření. Obecně řečeno, v tomto přístupu se imunohistochemicky barvené preparáty skenují s vysokým rozlišením, čímž se vytvoří velký obrazový soubor. Softwarové programy lze poté použít k detekci množství patologického signálu v dané oblasti. To poskytuje jemně zrnitá a poněkud objektivnější měření, která mohou být užitečná pro korelační studie biomarkerů a patologie. Existuje několik skupin, které pracují na metodách pro kvantifikaci patologické zátěže nebo pro použití detekce znaků k identifikaci určitých typů inkluzí. V současné době není jasné, jak lze některé z těchto technik škálovat pro multicentrické studie, ale v případech, kdy se používají podobné metody barvení a digitální histologie, se zdá, že napříč institucemi existují podobné patologické vzorce.  

Dr. Koga:

Pro diagnostiku a pochopení atypických parkinsonismech může být relevantní několik oblastí výzkumu a potenciální pokroky v neuropatologii. Vývoj citlivějších a specifičtějších biomarkerů pro diagnostiku atypických parkinsonismech, jako jsou proteinové agregáty nebo jiné markery neurodegenerace nebo neurozánětu. Stejně jako u Alzheimerovy choroby, pro kterou existuje několik spolehlivých biomarkerů, se pro atypický parkinsonismem vyvíjejí neurozobrazovací nebo fluidní biomarkery. Například pozitronová emisní tomografie (PET), která dokáže vizualizovat tau protein in vivo, může neinvazivně posoudit distribuci a závažnost patologie tau proteinu a monitorovat progresi onemocnění u atypických parkinsonismech. Aby toho bylo dosaženo, může neuropatologie poskytnout validační studie, zda tyto biomarkery správně diagnostikují základní patologii těchto atypických parkinsonismech.  

Dr. Kovacs:

Můj seznam by byl (1) neuropatologie s imunobarvením pro širokou škálu modifikací proteinů: to je důležité také pro vývoj in vivo testů a pro poskytnutí zpětné vazby pro stávající in vivo diagnostické testy; (2) 3D rekonstrukce proteinových depozit v mozku; (3) molekulární zobrazování pro mapování lokalizace proteinů v superrozlišení; (4) vývoj metod umělé inteligence pro kvantifikaci ukládání proteinů objektivnějším a přesnějším způsobem; (5) metody hodnotící chování při usazování proteinů nebo proteiny spojené s atypickým parkinsonismem: to je důležité také pro vývoj in vivo testů; a (6) ultrastrukturální studie, včetně kryoelektronové mikroskopie, pro pochopení základu variability na atomární úrovni: to je důležité, pokud chceme cílit proteiny pro terapii. 

3. Jaký je stav darování mozků po celém světě? Jaké jsou hlavní výzvy a jejich možná řešení? (Například existují problémy s nedostatkem podpory, nedostatkem přístupu nebo rozmanitosti, nedostatkem dat v různých geografických lokalitách?) 

Dr. Coughlin:

Programy darování mozku jsou z velké části omezeny na velká akademická centra a mnohé z nich vyžadují účast v jiných výzkumných studiích, aby se pacienti mohli darovat mozku. Vytvoření a udržování programu darování mozku a mozkové banky vyžaduje obrovské množství infrastruktury. Institucionální a grantová podpora je nezbytná. Často existují značné problémy s nedostatkem diverzity v mozkových bankách, protože účastníci darování mozku bývají ti, kteří využívají péči v akademických nemocnicích terciární péče a kteří se těchto výzkumných studií účastní. Existují iniciativy, které se snaží začít tento problém řešit zaměřením na nábor nedostatečně zastoupených populací do programů darování mozku. Znalosti získané z rozmanitějšího souboru subjektů budou mimořádně užitečné pro pochopení spektra onemocnění u atypického parkinsonismu a pro určení, zda existují významné rozdíly mezi různými rasovými a etnickými skupinami. Ve Spojených státech existují některé národní organizace, jako je biobanka NIH a program darování mozku CurePSP, kde mohou pacienti darovat svůj mozek, pokud neexistuje místní mozková banka. Obecně však platí, že čím více informací je od pacienta k dispozici, ať už se jedná o klinickou anamnézu, vzorky krve, mozkomíšní mok nebo zobrazovací data, která se dají spojit s darováním mozku, tím lépe. Kromě toho existuje určitá variabilita v tom, které oblasti mozku se vzorkují a která barviva se aplikují mezi mozkovými bankami, a určitý stupeň harmonizace těchto metod by byl užitečný pro podporu multicentrických studií. 

Dr. Koga:

V dostupnosti darování mozku pro výzkum a diagnostiku existuje na celém světě značná variabilita. V některých zemích existují zavedené mozkové banky a silná tradice dárcovství mozku, zatímco v zemích s nízkými a středními příjmy existuje jen několik mozkových bank. Nedostatek mozkových bank v rozvojových zemích lze připsat různým důvodům. Vzhledem k tomu, že bankování mozku a neuropatologické hodnocení vyžaduje vysoký stupeň odbornosti, může být jedním z nejčastějších důvodů nedostatek kvalifikovaného personálu. Mozkové banky v těchto zemích se mohou také potýkat s problémy kvůli omezenému financování a přístupu ke zdrojům a technologiím, což může bránit jejich schopnosti efektivně zpracovávat a ukládat mozkovou tkáň a omezovat rozsah výzkumu. Kulturní a sociální faktory nelze ignorovat. Postoje k darování mozku se mohou značně lišit a mohou existovat kulturní nebo náboženské přesvědčení, která darování mozku odrazují nebo zakazují. Úroveň vzdělání také ovlivňuje ochotu souhlasit s pitvou. Mnoho lidí si nemusí být vědomo důležitosti darování mozku nebo toho, jak k němu přistupovat. Mezi možná řešení těchto problémů patří (1) vzdělávání veřejnosti o důležitosti darování mozku a o tom, jak může přispět k lékařskému výzkumu a pokroku; (2) zapojení komunitních organizací, náboženských vůdců a dalších vlivných osob s cílem propagovat dárcovství mozku a řešit jakékoli obavy nebo mylné představy; a (3) spolupráce s tvůrci politik na vývoji transparentních a spravedlivých pokynů a dostatečného rozpočtu pro dárcovství mozku, které zohledňují potřeby dárců, jejich rodin a vědecké komunity.  

Dr. Murray:

Dárcovství mozku je ten největší dar. Z mé osobní zkušenosti s darováním mozku mé babičky v naší rodině vyplývá, že našla uklidnění a pocit, že odkaz její nemoci přispěje k prevenci a/nebo nalezení léku. Moje babička, respektive data získaná z její mozkové tkáně, se mnou v rámci mnoha mých studií cestovala po celém světě. Jelikož jsem velkým zastáncem darování mozku, velmi mě zajímá, kdy se od ostatních dozvím o jejich váhání nebo o váhání, které oni tlumočí svým rodinám a komunitám. Dr. Koga skvěle vystihl složitost problémů po celém světě. Mozkové banky vyžadují obrovské množství finančních prostředků, specializovaný personál a dlouhověkost instituce. Proto se mnoho z nich zaměřuje na longitudinální studie, které umožňují longitudinální sběr dat a biomarkerů, jež doplňují neuropatologické fenotypování. Zvyšování povědomí prostřednictvím sociálních médií, populární kultury a pouhých konverzací by mohlo vést k mnohem světlejší budoucnosti, která umožní globální zapojení. 

Další čtení 

1. Coughlin DG, Goodwill VS, Standke HG, Kim Y, Coley N, Pizzo DP a kol. Selektivní testy tau proteinu a izoformně specifické protilátky definují neuroanatomické rozložení progresivní supranukleární paralýzy vznikající u Alzheimerovy choroby. Acta Neuropathol. 2022 Oct;144(4):789–92.  

2. Spotorno N, Coughlin DG, Olm CA, Wolk D, Vaishnavi SN, Shaw LM a kol. Patologie tau proteinu se spojuje s in vivo ztenčením kortikální kosti u Lewyho tělískových poruch. Ann Clin Transl Neurol. 2020;  

3. Coughlin DG, Ittyerah R, Peterson C, Phillips JS, Miller S, Rascovsky K a kol. Patologická zátěž hipokampálního subpole u Lewyho tělískových onemocnění vs. Alzheimerova choroba. Neuropathol Appl Neurobiol. 2020 Dec 24;46(7):707–21.  

4. Coughlin DG, Xie SX, Liang M, Williams A, Peterson C, Weintraub D a kol. Kognitivní a patologické vlivy patologie tau proteinu u Lewyho tělesných poruch. Ann Neurol. 2019 Feb;85(2):259–71.  

5. Koga S, Aoki N, Uitti RJ a kol. Když se DLB, PD a PSP maskují jako MSA: pitevní studie 134 pacientů. Neurology 2015;85:404-412. 

6. Jecmenica Lukić M, Kurz C, Respondek G a kol. Kopatologie u progresivní supranukleární obrny: Je to důležité? Mov Disord 2020;35:984-993. 

7. Koga S, Ghayal NB, Dickson DW. Klasifikace obrazu založená na hlubokém učení pro diferenciaci všívaných astrocytů, astrocytárních plaků a neuritických plaků. J Neuropathol Exp Neurol. 2021 březen;80(4):306–12.  

8. Ferman TJ, Aoki N, Crook JE, Murray ME, Graff-Radford NR, van Gerpen JA a kol. Limbický a neokortikální příspěvek α-synukleinu, tau a amyloidu β k trvání onemocnění u demence s Lewyho tělísky. Alzheimerova demence. 2018;14(3):330–9.  

9. Coughlin DG, Hiniker A, Peterson C, Kim Y, Arezoumandan S, Giannini L a kol. Digitální histologická studie zátěže tau proteinu v neokortikální šedé a bílé hmotě u různých tauopatií. J Neuropathol Exp Neurol. 2022, listopad;81(12):953–64.  

10. Krishnamurthy S, Mathews K, McClure S, Murray M, Gilcrease M, Albarracin C a kol. Multiinstitucionální srovnání digitálního zobrazování celých sklíček a optické mikroskopie pro interpretaci řezů prsní tkáně barvených hematoxylinem a eosinem. Arch Pathol Lab Med. 2013 prosinec;137(12):1733–9.  

11. Dugger BN, White III C, Stahly B, Schneider JA, Robichaud E, Reichard RR a kol. Stav digitální patologie a strojového učení v centrech pro Alzheimerovu chorobu. Alzheimer's Dement. 2020 Dec;16(S2):e043916.  

12. Akinyemi RO, Salami A, Akinyemi J a kol. Mozkové banky v zemích s nízkými a středními příjmy: Důvod pro projekt mozkových bank v Ibadanu pro stárnutí mozku, demenci a neurodegeneraci (IBADAN). Brain Res Bull 2019;145:136-141. 

13. Oluwasola OA, Fawole OI, Otegbayo AJ, Ogun GO, Adebamowo CA, Bamigboye AE. Pitva: znalosti, postoje a vnímání lékařů a příbuzných zesnulých. Arch Pathol Lab Med 2009;133:78-82.