Vědci objevili nový biomarker „komplikovaného“ lehkého až těžkého dětského traumatického poranění mozku

Výzkumníci z University of Pittsburgh a UPMC Children’s Hospital of Pittsburgh objevili slibný nový biomarker „komplikovaného“ lehkého až těžkého dětského traumatického poranění mozku neboli TBI. Na rozdíl od otřesu mozku, který obvykle odezní během týdnů, vyžaduje komplikovaný TBI pobyt v nemocnici alespoň přes noc, což signalizuje vážnější zranění.

Dnes zveřejněno v Journal of Neurotraumatato studie je první, která identifikuje signaturu potenciálně reverzibilních chemických modifikací DNA, nazývaných epigenetické modifikace, které mohou sloužit jako dynamické indikátory zotavení po zranění a mohou vést k budoucím strategiím přesné rehabilitace.

Tento výzkum nás přibližuje k pochopení toho, jak dětský mozek reaguje na zranění na molekulární úrovni a jak tyto změny souvisí s fungováním v reálném světě. Jako neuropsycholog se dívám dál, než na to, zda se dítě může vrátit do školy nebo k základní samostatnosti. Kombinace nuancovaných kognitivních a behaviorálních dat s molekulárními poznatky nám umožňuje položit základy pro personalizovanou péči a pokročilou přesnou rehabilitaci u dětských pacientů.“

Amery Treble-Barna, Ph.D., hlavní autor, docent fyzikální medicíny a rehabilitace, klinické a translační vědy a psychologie na Pitt School of Medicine

TBI je hlavní příčinou zdravotního postižení u dětí, utvářený složitou směsí biologických, psychologických a sociálních faktorů. Pitt a UPMC jako lídři ve výzkumu neurotraumat u dětí i dospělých dlouhodobě řídí inovace v diagnostice TBI a strategiích obnovy s cílem zabránit předčasné smrti a snížit invaliditu.

Nová studie, která vychází z desetiletí trvajícího dědictví inovací v Pittově Safarově centru pro výzkum resuscitace, přispívá k rostoucím znalostem o biomarkerech TBI u dětí. Ve svém výzkumu se tým zaměřil na modifikace neurotrofického faktoru odvozeného z mozku (BDNF) genu kvůli jeho roli v neuroplasticitě, což je schopnost mozku reorganizovat se a léčit se po zranění. Předchozí studie spojují hladiny BDNF s výsledky zotavení po TBI u dospělých, ale až dosud žádná skupina nezkoumala jeho epigenetické modifikace u dětí.

Zaměřením se na jeden z nejrozšířenějších typů epigenetických modifikací – metylace DNA – byli výzkumníci schopni analyzovat, zda hladiny metylace BDNF mohou sloužit jako dynamické biomarkery, které odrážejí biologické i psychosociální faktory utvářející zotavení, a nabízejí tak unikátní molekulární čočku do dětského TBI.

Vědci analyzovali krevní vzorky dětí bez předchozí anamnézy TBI nebo neurologických stavů, odebrané během několika hodin, dnů a měsíců poté, co byly děti hospitalizovány na UPMC Children’s s komplikovaným mírným, středním nebo těžkým TBI. Jejich analýza zjistila, že během období akutního zotavení měly děti s TBI odlišný epigenetický profil ve srovnání s dětmi s ortopedickým poraněním: krevní vzorky od dětí s TBI měly výrazně méně BDNF Metylace DNA, přičemž úrovně metylace se stabilizovaly a dosáhly úrovně kontrolní skupiny do 12 měsíců po poranění.

Důležité je, že výzkumníci mezi nimi nepozorovali žádné korelace BDNF Metylace DNA a závažnost TBI měřená Glasgow Coma Scale (GCS), široce používaným nástrojem pro hodnocení vědomí. To přispívá k rostoucímu množství důkazů, které tvrdí, že GCS nepředstavuje úplný obraz zotavení.

„Metylace DNA je dynamická a modifikovatelná, což znamená, že by mohla reagovat nejen na zranění, ale také na zásahy, jako je dieta, cvičení a terapie,“ řekla hlavní autorka studie Lacey Heinsberg, Ph.D., RN, dříve sestra neurokritické péče a nyní odborná asistentka na Pittově škole ošetřovatelství zaměřená na genetiku a výzkum genomiky. „To otevírá dveře budoucímu výzkumu, jak bychom mohli aktivně zlepšit trajektorie zotavení pro děti s TBI.“

Tým nyní rozšiřuje svou práci na zkoumání metylace DNA v celém genomu a na propojení těchto změn s dlouhodobými neurobehaviorálními výsledky.

Tento výzkum zdůrazňuje Pittovu vedoucí pozici ve výzkumu epigenetických a neurotraumat a jedinečnou spolupráci mezi odborníky na TBI, neuropsychologii, ošetřovatelství a genetiku. Dětská nemocnice UPMC v Pittsburghu slouží jako klinický partner v rozvoji péče a výzkumu dětského neurotraumatu.

Prozkoumejte celou studii, související výzkum a odborné poznatky na:

• Genomics of Patient Outcomes HUB | Zdravotní škola | University of Pittsburgh
• Lůžková rehabilitační jednotka dětské nemocnice | Dětská UPMC
• Rehabilitace při poranění mozku | UPMC – Pittsburgh PA
• Komunitní zdroje pro pacienty s poraněním mozku a jejich rodiny
• Základy středně těžkého a těžkého poranění mozku | HLAVU NAHORU | CDC
• Zpráva pro Kongres: léčba traumatického poranění mozku u dětí

Dalšími autory výzkumu jsou Aboli Kesbhat, Bailey Petersen, Ph.D., Lauren Kaseman, Zachary Stec, Nivinthiga Anton, Patrick Kochanek, MD, Daniel Weeks, Ph.D., a Yvette Conley, Ph.D., všichni z Pitt., a Keith Owen Yeates, Ph.D., University of Calgary.

Tato práce byla podpořena Národním institutem dětského zdraví a lidského rozvoje Eunice Kennedy Shriver a Národním institutem neurologických poruch a mrtvice Národního institutu zdraví (K01HD097030, R01NS135492).