Naukowcy z Duke University opracowali badanie krwi, które, jak wykazały, pozwala skutecznie przewidzieć chorobę zwyrodnieniową stawu kolanowego (OA) co najmniej osiem lat przed pojawieniem się charakterystycznych objawów choroby na zdjęciach rentgenowskich (radiograficzna choroba zwyrodnieniowa stawu kolanowego; RKOA). W nowo opublikowanym badaniu zespół zweryfikował badanie krwi, które identyfikuje panel biomarkerów choroby zwyrodnieniowej stawów, i wykazało, że może ono przewidywać rozwój choroby, a także przewidywać postęp choroby, co zespół wykazał we wcześniejszych pracach.

Naukowcy twierdzą, że ich praca zwiększa użyteczność badania krwi, co stanowiłoby ulepszenie obecnych narzędzi diagnostycznych, które często nie pozwalają na identyfikację choroby, dopóki nie spowoduje ona strukturalnego uszkodzenia stawu. Nowe odkrycia mogą również pomóc naukowcom w lepszym zrozumieniu molekularnych podstaw wczesnego rozwoju choroby i potencjalnie w opracowaniu nowych leków modyfikujących przebieg choroby w leczeniu przedklinicznej postaci OA.

„Obecnie konieczne jest wykonanie nieprawidłowego prześwietlenia rentgenowskiego, aby wykazać wyraźne objawy choroby zwyrodnieniowej stawu kolanowego, a zanim na zdjęciu rentgenowskim zostanie to wykryte, oznacza to, że choroba postępuje już od jakiegoś czasu” – stwierdziła starsza autorka Virginia Byers Kraus , lekarz medycyny, profesor na wydziałach medycyny, patologii i chirurgii ortopedycznej w Duke University School of Medicine. „Nasze badanie krwi pokazuje, że możliwe jest wykrycie tej choroby znacznie wcześniej, niż pozwala na to nasza obecna diagnostyka”.

Kraus i współpracownicy zrelacjonowali test w Postęp naukiw artykule zatytułowanym „Kontinuum patofizjologiczne choroby zwyrodnieniowej stawów ujawnione przez biomarkery molekularne”, w którym stwierdzono, że „…w niniejszym badaniu zidentyfikowano niewielką liczbę peptydów w surowicy, która oszczędnie pozwala przewidzieć wystąpienie RKOA do ośmiu lat przed pojawieniem się nieprawidłowości radiograficznych. Jest to ważne, ponieważ dostarcza więcej dowodów na przedradiograficzną fazę choroby”.

Choroba zwyrodnieniowa stawów (OA) to najczęstsza postać zapalenia stawów, dotykająca około 35 milionów dorosłych w USA i powodująca znaczące skutki gospodarcze i społeczne. Chociaż obecnie nie ma lekarstwa, powodzenie potencjalnych nowych terapii może zależeć od wczesnego wykrycia choroby i spowolnienia jej postępu, zanim stanie się wyniszczająca. „Biorąc pod uwagę rosnącą populację OA na całym świecie oraz wielkość obciążeń ekonomicznych i społecznych, rośnie zainteresowanie nowym paradygmatem – przejściem od leczenia paliatywnego, tradycyjnego sposobu leczenia OA, na wczesną profilaktykę” – napisali autorzy. „Wczesne stadia choroby zwyrodnieniowej stawów mogą stanowić „okno możliwości”, w którym można zatrzymać proces chorobowy i przywrócić homeostazę stawów”.

Kraus i współpracownicy skupili się na opracowaniu biomarkerów molekularnych, które można wykorzystać zarówno do celów diagnostyki klinicznej, jak i jako narzędzie badawcze pomocne w opracowywaniu skutecznych leków. W poprzednich badaniach zespół doniósł, że test biomarkerów we krwi wykazał 74% dokładność w przewidywaniu postępu choroby zwyrodnieniowej stawu kolanowego i 85% dokładność w diagnozowaniu choroby zwyrodnieniowej stawu kolanowego.

Obecne badanie jeszcze bardziej udoskonaliło możliwości predykcyjne panelu biomarkerów. Korzystając z dużej brytyjskiej bazy danych – badania Chingford – naukowcy przeanalizowali surowicę 200 białych kobiet, u połowy ze zdiagnozowaną chorobą zwyrodnieniową stawów, a u drugiej bez tej choroby, dopasowane pod względem wskaźnika masy ciała i wieku. „W bieżącym badaniu chcieliśmy wykorzystać biomarkery proteomiczne surowicy do przewidywania incydentów RKOA w kohorcie kliniczno-kontrolnej uczestników badania Chingford wybranych ze względu na niskie ryzyko incydentu RKOA w oparciu o tradycyjne czynniki ryzyka [excluded prior joint injury and any baseline knee OA of Kellgren-Lawrence(KL) grade > 1],” oni napisali. „Zastosowano techniki uczenia maszynowego do wybrania biomarkerów proteomicznych w surowicy (pobranych w drugim i szóstym roku życia), które najlepiej przewidywały występowanie RKOA w 10 roku życia”.

Odkryli, że niewielka liczba biomarkerów w badaniu krwi skutecznie odróżnia kobiety z chorobą zwyrodnieniową stawu kolanowego od kobiet bez tej choroby, wychwytując sygnały molekularne choroby zwyrodnieniowej na osiem lat przed zdiagnozowaniem choroby u wielu kobiet na zdjęciu rentgenowskim. „Zaledwie sześć peptydów w surowicy, odpowiadających sześciu białkom, osiągnęło AUC [area under curve] Prawdopodobieństwo odróżnienia osób, u których rozwinęła się choroba zwyrodnieniowa stawów, wynosi 77%, od osób w tym samym wieku, u których nie rozwinęła się choroba zwyrodnieniowa stawów aż do 8 lat później” – skomentowali dalej badacze. „Spośród wszystkich 24 biomarkerów białkowych przewidujących wystąpienie choroby zwyrodnieniowej stawu kolanowego większość (58%) przewidywała także postęp choroby zwyrodnieniowej stawu kolanowego, ujawniając istnienie patofizjologicznego „kontinuum choroby zwyrodnieniowej” opartego na znacznym podobieństwie patofizjologii molekularnej progresji do incydentalnej choroby zwyrodnieniowej stawu kolanowego i progresji ustalonego OA.”

„To ważne, ponieważ dostarcza kolejnych dowodów na istnienie nieprawidłowości w stawach, które można wykryć za pomocą biomarkerów krwi na długo przed wykryciem choroby zwyrodnieniowej stawów za pomocą promieni rentgenowskich” – stwierdził Kraus. „Wczesna faza choroby zwyrodnieniowej stawów może stanowić „okno możliwości”, w którym można zatrzymać proces chorobowy i przywrócić zdrowie stawów”. Zwracając uwagę na ograniczenia swojego badania, zespół stwierdził dalej: „Wartością naszego badania jest panel, który przy braku czynników klinicznych wskazujących na wysokie ryzyko choroby zwyrodnieniowej stawu kolanowego może potencjalnie rozróżnić osoby zagrożone incydentem RKOA od osób, które nie zagrożone… Nasze wyniki dostarczają również cennych informacji pozwalających zrozumieć zdarzenia molekularne wczesnych chorób, które mogą pomóc w opracowaniu strategii opracowywania leków modyfikujących przebieg choroby w leczeniu przedklinicznej postaci OA”.