KR20240023113A - 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스들 - Google Patents
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Abstract
생물학적 샘플 (예를 들면, 정맥혈) 의 비침습적 수집, 작은 뉴런 유래된 세포외 소포체 (예를 들면, 엑소솜) 의 단리, 임상적 유용성을 위한 진단/예후/반응 알고리즘 구축을 위한 유익한 바이오마커들 (예를 들면, 신호전달 키나아제, 촉매 단백질 및 miRNA 종들) 의 양들에 대한 외부 및/또는 내부 내용물들의 분석을 수반하는 치료에 대한 병인학적 진단, 예후 및 반응과 관련하여 특정 신경퇴행성 질환 (예를 들어, 파킨슨병) 을 갖는 개인을 평가하는 방법.
Description
관련 출원들에 대한 상호참조
본 출원은 2021년 6월 15일에 출원된 미국 가출원 제63/210,939호와 관련되며, 그 내용은 그 전체가 본 명세서에 통합된다.
신경퇴행성 질환은 신경세포의 기능 상실 및 사멸을 포함하여 뇌의 퇴행성 변화를 특징으로 한다. 신경퇴행성 질환은 파킨슨병, 알츠하이머병, 헌팅턴병, 근위축성 측색 경화증 및 루이 소체 치매 (Lewy Body dementia) 를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.
다양한 신호전달 키나아제가 신경퇴행성 질환에 연루되어 왔다. 예를 들어, Mehdi, S.J. 등, "Protein Kinases and Parkinson's Disease," Int J Mol Sci. 2016 Sep; 17(9): 1585 (doi: 10.3390/ijms17091585); Martin, L. 등, "Tau protein kinases: Involvement in Alzheimer's disease," Ageing Research Reviews, Volume 12, Issue 1, January 2013, Pages 289-309 (doi.org/10.1016/j.arr.2012.06.003); 및 Bowles, K. R. 등, "Kinase Signaling in Huntington's Disease," Journal of Huntington's Disease 3 (2014) 9-123 (DOI 10.3233/JHD-140106) 을 참조한다.
다수의 신경퇴행성 질환들은 올리고머 형태의 단백질들의 이상 축적을 특징으로 한다. 이러한 올리고머 형태들은 신경세포의 변성 및 사멸에 기여하는 것으로 여겨진다. 특히, 파킨슨병은 알파 시뉴클레인의 올리고머 형태의 축적을 특징으로 한다. 알파 시뉴클레인은 다른 단백질, 예컨대 타우 및 아밀로이드 베타와 공중합체를 형성하도록 응집될 수 있다는 것을 추가로 발견하였다.
도 1을 참조하면, 키나아제에 대한 분석은 하기의 작업들을 포함한다: 피험자로부터 혈액 또는 타액 샘플과 같은 체액 샘플을 수득한다 (100). 혈액 샘플을 처리하여 혈액 분획, 예를 들어, 혈장 샘플을 제공할 수도 있다 (110). 혈액 샘플은 세포외 소포체, 예를 들어, 엑소솜에 대해 농축된다. 이것은 전체 엑소솜을 단리하는 제 1 단계 (111), 및 뉴런 유래 엑소솜을 농축하는 제 2 단계 (112) 를 포함하는, 2-단계 작업일 수 있다. 신경세포 유래 엑소솜은 모든 신경세포, 일반적으로 (120a) 로부터의 엑소솜일 수 있거나, 또는 구체적으로 신경전달물질로서 도파민을 사용하는 것 (112b) 과 같이 신경세포의 서브세트로부터의 엑소솜일 수 있다.
단리된 엑소솜은 3 가지 방식으로 처리할 수 있다. 하나의 방법에서, 전체 엑소솜 용해물이 사용된다. 또 다른 방법에서, 내부 엑소솜 내용물 또는 코어는 예를 들어 사용 전에 투과화 및 세정에 의해 단리 및 농축된다. 이것은 그들 표면에 부착된 단백질을 제거하도록 스크러빙 (scrubbing) 하는 단계를 포함할 수 있다 (121). 다른 방법에서, 세포외 소포체의 막 내용물을 단리한다.
이어서, 엑소솜 생성물을 추가로 분석한다 (122). 분석은: (i) 복수의 상이한 신호전달 키나아제; 및 (ii) (1) 신호전달 키나아제 및/또는 촉매 효소로부터 선택되는 하나 이상의 효소, (2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질, 및 (3) 하나 이상의 miRNA 로부터 선택되는 적어도 2개의 그룹들로부터의 바이오마커 중 하나로부터 선택되는 바이오마커를 샘플 중에서 측정하는 것을 포함한다. 이들 바이오마커의 측정은 특정 신경퇴행성 병태 (예를 들어, 시뉴클레인병증성 병태) 또는 이의 누적 중증도의 부재 또는 존재, 또는 발병 위험 또는 현재 진행 속도를 결정하거나, 또는 정상적인 양에 대해서 본 명세서에 기술된 하나 이상의 바이오마커 단백질의 양 또는 상대량을 변경시키는 약물의 효능을 결정하는 진단 검사에서 사용될 수 있다. 분석은 웨스턴 블롯 (Western blot) 또는 엘리자 (Eliza) 방법을 이용하여 수행될 수 있다.
본 명세서는 특히, 신경퇴행성 병태, 예컨대 시뉴클레인병증성 병태, 아밀로이드병증성 병태, 타우병증 및 헌팅턴병, 및 이와 관련된 신경퇴행에 대한 바이오마커 프로파일을 개시한다. 특정 실시형태에서, 바이오마커 프로파일은 적어도 하나의 신호전달 키나아제를 포함하고, (1) 적어도 하나의 신호전달 키나아제 및, 임의로, 신경퇴행-관련 단백질의 적어도 하나의 올리고머 형태, 또는 (2) 하나 또는 복수의 상이한 신호전달 키나아제의 각각으로부터 선택될 수 있는 바이오마커 세트의 측정치를 포함한다. 바이오마커 프로파일은 신경퇴행-관련 단백질, 예컨대 알파-시뉴클레인, 아밀로이드 베타, 타우 또는 헌팅틴의 하나 이상의 올리고머 형태의 측정치를 포함할 수 있다.
측정된 신호전달 키나아제는 하나 또는 복수의 키나아제일 수 있다. 그들은 동일한 신호전달 경로, 예컨대 AKT 또는 mTOR 경로, 또는 상이한 신호전달 경로로부터 선택될 수 있다.
측정된 신경퇴행-관련 단백질의 올리고머 형태는 전체 올리고머 알파 시뉴클레인과 같은 형태의 집합, 또는 알파 시뉴클레인의 헥사머 (hexamer) 와 같은 개별 올리고머 형태일 수 있다. 대안적으로, 펜타머 내지 부분 가용성 필라멘트-머 범위의 알파 시뉴클레인 올리고머와 같은 다수의 형태가 측정될 수 있다. 신경퇴행-관련 단백질의 단량체 형태가 또한 측정될 수 있다. 그래서, 예를 들어, 바이오마커 프로파일은 (I) 적어도 하나의 올리고머 형태; (II) 복수의 올리고머 형태 (예를 들어, 패턴); (III) 적어도 하나의 올리고머 형태 및 적어도 하나의 단량체 형태; (IV) 복수의 올리고머 형태 및 적어도 하나의 단량체 형태; (V) 적어도 하나의 올리고머 형태 및 복수의 단량체 형태; 및 (VI) 복수의 올리고머 형태 및 복수의 단량체 형태로부터 선택되는 하나 또는 복수의 신경퇴행-관련 단백질 형태의 각각의 측정치를 포함할 수 있다.
또한 본 명세서는 신경퇴행성 병태, 예컨대 시뉴클레인병증성 병태, 아밀로이드병증성 병태, 타우병증성 병태, 및 헌팅턴병의 치료를 위한 약제를 개발하는 방법이 개시된다. 방법은 병태에 대한 후보 약제의 효과를 결정하기 위해 바이오마커 프로파일을 사용하는 단계를 포함한다. 바이오마커 프로파일은 (1) 적어도 하나의 신호전달 키나아제 및, 임의로, 신경퇴행-관련 단백질의 적어도 하나의 올리고머 형태, 또는 (2) 하나 또는 복수의 상이한 신호전달 키나아제의 각각으로부터 선택되는 바이오마커를 포함하는 바이오마커 세트의 측정치를 포함한다. 바이오마커 단백질은 대상체의 혈액으로부터의, 예를 들어, 뉴런 유래된 세포외 소포체, 예를 들어, 엑소솜으로부터 정량될 수 있다.
특정 실시형태에서, 단백질 종은 예를 들어, 혈액, 타액, 또는 소변으로부터 단리된 뉴런 유래된 세포외 소포체 (예를 들어, 엑소솜) 로부터 측정된다. 조사된 종은 엑소솜 세포외 소포체의 내부 구획, 예를 들어, 표면 단백질이 제거된 엑소솜 세포외 소포체로부터 유래될 수 있다. 이러한 방식으로 측정된 바이오마커 프로필은 주로 중추신경계로부터 유래된 엑소솜 함량의 측정을 위한 비교적 간단하고 비침습적인 수단을 나타낸다.
이와 같이, 신경퇴행성 병태에 대한 바이오마커 프로파일을 측정하기 위한 이 개시의 방법은 때때로 본 명세서에서 추정 신경보호제라고 지칭되는, 약물 후보의 신경보호 효능을 검사하기 위한 약물 개발에 유용하다. 예를 들어, 본원에 기재된 방법은 키나아제 활성의 다운스트림 효과를 더욱 이해하고, 현재 이용가능한 임상 평가 방법에 의한 것보다 훨씬 더 빨리 정량적 치료-반응 정보를 신속하고 신뢰성 있게 제공함으로써 효과적인 치료 전략의 개발을 가속화하기 위해 사용될 수 있다. 생물 검정 방법은 또한 임상 실험에 등록을 위한 대상체를 확인하고, 시뉴클레인병증성 병태의 진단, 예후, 진행 또는 발병 위험성을 결정하는데 유용하다. 또한 본 명세서는 본 개시의 방법을 통해서, 시뉴클레인병증성 병태와 연관된 신경퇴행을 갖거나 또는 그것이 발병될 위험성이 있는 것으로 결정된 대상체를 치료하는 신규 방법, 특히, 신경보호적 치료를 제공한다.
본 개시의 다른 목적은 하기 명세서 및 청구항을 읽으면 당업자에게 자명해질 것이다.
본 개시의 신규한 특징들은 첨부된 청구범위에서 구체적으로 설명된다. 본 개시의 특징 및 장점의 더 나은 이해는 본 개시의 원리를 이용하는 예시적인 실시형태들을 설명하는 다음의 상세한 설명, 및 첨부된 도면을 참조하여 획득될 것이다:
도 1 은 세포외 소포체로부터 키나아제 및 옵션적으로 신경퇴행-관련 단백질 형태를 검출하는 예시적인 방법의 흐름도를 도시한다.
도 2 는 치료 중재술의 효능을 검증하기 위한 예시적인 프로토콜의 흐름도를 도시한다.
도 3 은 신경퇴행성 병태를 진단하기 위한 진단 모델을 창출하고 검증하는 예시적인 흐름도를 도시한다.
도 4 는 진단 알고리즘, 또는 모델을 바이오마커 프로파일에 대해 실행하여 임의의 몇가지 상태에 따라 대상체를 분류하기 위한 예시적인 흐름도를 도시한다.
도 5 는 파킨슨병의 발병과 관련된 신호 전달 메커니즘을 도시한다.
도 6 은 AKT S473 이 파킨슨병에서 상향조절되고, MAPK T202 가 파킨슨병에서 하향조절됨을 보여주는 그래프를 도시한다.
도 7 은 신경퇴행성 질환에 대한 예시적인 인덱스를 도시한다.
도 8 은 예시적인 컴퓨터 시스템을 도시한다.
도 1 은 세포외 소포체로부터 키나아제 및 옵션적으로 신경퇴행-관련 단백질 형태를 검출하는 예시적인 방법의 흐름도를 도시한다.
도 2 는 치료 중재술의 효능을 검증하기 위한 예시적인 프로토콜의 흐름도를 도시한다.
도 3 은 신경퇴행성 병태를 진단하기 위한 진단 모델을 창출하고 검증하는 예시적인 흐름도를 도시한다.
도 4 는 진단 알고리즘, 또는 모델을 바이오마커 프로파일에 대해 실행하여 임의의 몇가지 상태에 따라 대상체를 분류하기 위한 예시적인 흐름도를 도시한다.
도 5 는 파킨슨병의 발병과 관련된 신호 전달 메커니즘을 도시한다.
도 6 은 AKT S473 이 파킨슨병에서 상향조절되고, MAPK T202 가 파킨슨병에서 하향조절됨을 보여주는 그래프를 도시한다.
도 7 은 신경퇴행성 질환에 대한 예시적인 인덱스를 도시한다.
도 8 은 예시적인 컴퓨터 시스템을 도시한다.
I. 신경퇴행성 병태에 대한 바이오마커
본 명세서에 개시되는 방법은 다양한 신경퇴행성 병태의 진단 및 약물 개발에 유용하다. 이들은 제한없이, 시뉴클레인병증 (예를 들어, 파킨슨병, 루이 소체 치매, 다계통 위축증), 아밀로이드병증 (예를 들어, 알츠하이머병), 타우병증 (예를 들어, 알츠하이머병, 진행성 핵상 마비, 피질기저 퇴화), 및 헌팅턴병을 포함한다.
A. 바이오마커 및 바이오마커 프로파일
바이오마커는 특정 병태와 조합하여 또는 단독으로, 양성적으로 또는 음성적으로 연관된 피분석물이다. 바이오마커로서 기능할 수 있는 피분석물은 대상체 또는 대상체 샘플에서 검출가능한 임의의 생물학적 분자 또는 유기 또는 무기 분자를 포함한다. 바이오마커로서 작용할 수 있는 생물학적 분자는 예를 들어 단백질 및 펩티드를 포함하는 폴리펩티드 및 폴리뉴클레오티드, 및 핵산, 예컨대 RNA 및 DNA 를 제한없이 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "바이오마커" 는 그 측정치가 특정 생물학적 카테고리와 관련되는 특징을 지칭한다. 예를 들어, 바이오마커는 특정 신경퇴행성 질환에서 상향조절 또는 하향조절될 수도 있다. 특징들은 전형적으로 생체분자, 예컨대 단백질 또는 핵산 (예를 들어, 알파-시뉴클레인, 베타-아밀로이드, 단백질 키나아제, miRNA) 이지만, 이들은 또한 비분자 특징, 예컨대 임상 변수 (예를 들어, 떨림 또는 치매의 존재 또는 부재) 또는 표현전형적인 특징일 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "바이오마커 프로파일" 은 하나 또는 복수의 바이오마커의 각각의 측정치를 지칭한다. 바이오마커 프로파일은 단일 바이오마커 단독보다 특정 생물학적 카테고리 (예를 들어, 신경퇴행성 병태) 와 더 밀접하게 연관될 수도 있는 복수의 바이오마커를 포함한다. 바이오마커 프로파일은 하나 또는 복수의 상이한 신호전달 키나아제, 촉매 효소, 신경퇴행-관련 단백질 및/또는 miRNA 의 활성 측정치를 포함할 수 있다.
사용되는 문맥에 따라, 용어 "바이오마커 프로파일" 은 또한 진단, 병기, 진행, 속도, 예후, 약물 반응성 및 신경퇴행성 질환의 발생 위험과 같은 카테고리와 연관된 바이오마커의 측정치의 특정 패턴을 지칭할 수도 있다. 이러한 측정치들은 병태에 대한 단일 인덱스로 결합될 수 있다.
변수, 예컨대 키나아제 활성의 측정은 숫자 및 단어의 임의 조합일 수 있다. 측정치는 명목 (예를 들어, 명칭 또는 범주), 서수 (예를 들어, 범주의 계층적 순서), 간격 (주문 구성원 간 거리), 비율 (의미있는 "0"과 비교된 간격), 또는 세트 내 사물 수를 세는 기수 측정을 포함하여, 임의 척도일 수 있다. 명목 척도 상에서 변수의 측정은 "건강한" 또는 "건강하지 않은", "나이 든" 또는 "어린", "형태 1" 또는 "형태 2", "대상체 1 ... 대상체 n" 등 같은 범주 또는 명칭을 의미한다. 서수 척도로 변수의 측정은 순위, 예컨대 "제1", "제2", "제3"; 또는 "가장 어린" 내지 "가장 나이 든", 또는 최대에서 최소의 순서를 생성한다. 비율 척도의 측정은 예를 들어, 사전 정의된 척도의 임의 측정치, 예컨대 질량, 신호 강도, 농도, 연령 등을 비롯하여 통계적 측정 예컨대 빈도, 평균, 중앙, 표준 편차, 또는 분위수를 포함한다. 비율 척도의 측정은 상대량 또는 정규화된 측정치일 수 있다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 바이오마커 프로파일은 제1 및 제2 신호전달 키나아제의 상대량을 포함한다. 다른 실시형태에서 바이오마커 프로파일은 2개의 상이한 바이오마커 단백질의 양의 비율을 포함한다.
비정상적 프로파일 (예를 들어, 다양한 신호전달 키나아제의 비정상적 절대량 또는 상대량)은 병리학적 활성 (또는 병원성 과정에 대한 특징적 신체 반응) 및 따라서 향후 임상 개시까지 시간 및 임상 진행의 후속 속도를 의미한다. 게다가, 바이오마커 프로파일의 정상으로의 복귀 (예를 들어, 신호전달 키나아제 및/또는 신경퇴행-관련 단백질의 올리고머 형태의 절대량 또는 상대량의 감소)는 후보 신경보호 중재술의 효능을 반영한다. 따라서, 본 명세서에 기술된 바이오마커 프로파일은 그들 신경보호 효과에 대한 약물 후보의 효능을 결정하는데 유용하다. 실질적 문제로서, 그들은 시간 및 비용 둘 모두의 절감뿐만 아니라 이의 임상 징후보다는 병원성 과정에 대한 효능 정량의 결정적 수단의 관점에서 신경보호 약물 시험의 실제 수행에 필수적인 것으로 간주될 수 있다.
따라서, 바이오마커 프로파일은 현존하는 병리학적 상태의 진단뿐만 아니라 예를 들어 대상체가 증상전 또는 전임상, 예를 들어, 질환 진단에 불충분한 징후 또는 증상을 가질 때, 임상 발병 전 병리의 감시자로서 기능한다. 이것은 신경보호적 치료의 상대적 성공이 종종 그들의 가장 빠른 가능한 투여와 관련된 것으로 나타나기 때문에 관련있다. 또한, 이들 바이오마커 프로파일이 신경퇴행성 병태의 병기 (예를 들어, 뉴런 상실의 속도 또는 누적량)를 의미한다고 여겨진다. 따라서, 바이오마커 프로파일의 결정은 예를 들어, 임상 시험에서, 치료의 유효성을 결정하고, 개체에서 예를 들어, 시뉴클레인병증, 아밀로이드병증, 타우병증 또는 헌팅턴병을 포함한 신경퇴행을 치료하는데 유효한 것으로 여겨지는 치료 중재술에 매우 중요할 수 있다.
또한, 생물 검정-유래 인덱스들은 신경퇴행성 질환의 발병기전에 대한 이해를 앞당기는 데 기여한다. 유사한 임상 표현형을 갖는 환자들 사이에서 아마도 상이한 질병 메커니즘에 대한 더 정확한 이해는 더 구체적이고 따라서 더 효과적인 치료 개입을 개발하기 위한 미래의 노력을 안내하는 데 도움이 될 것이다.
B.
효소
신경퇴행성 병태는 신호전달 키나아제 및 촉매 효소를 포함하는 특정 효소의 활성의 비정상적인 변화 (증가 또는 감소) 를 특징으로 한다. 대상체에서 이들 신호전달 키나아제의 활성 측정은 진단, 예후, 환자 진행, 환자 계층화 및 약물 개발 및 시험에 사용될 수 있다.
신호전달 키나아제
키나아제는 신호전달 경로에 관여되는 임의의 키나아제를 포함한다.
파킨슨병의 증상에 영향을 미치는 약물 (예를 들어, 프라미펙솔 (6-프로필아미노-4,5,6,7-테트라히드로-1,3-벤조티아졸-2-아민))의 투여 또는 파킨슨병과 연관된 키나아제는 제한없이, mTOR (mechanistic target of rapamycin), 미토겐-활성화된 단백질 키나아제 (MAPK 또는 MEK), 세포외 신호-조절 키나아제 (ERK), 글리코겐 신타제 키나아제 3 베타 (GSK3B), AKT 키나아제 및 베클린 류신-풍부 반복부 키나아제 2 (LRRK2), c-Jun N-말단 키나아제 신호전달 경로 (JNK)의 구성원 (MAPK 세린-트레오닌 키나아제), 및 포스파타제 및 텐신 상동체 (PTEN)-유도 추정 키나아제 1 (PINK1)을 포함한다.
알츠하이머병와 연관된 키나아제는 제한없이, 타우 단백질 키나아제 예컨대 프롤린-지정 단백질 키나아제 (PDPK), 단백질 키나아제 비-PDPK 및 티로신 단백질 키나아제 (TPK)를 포함한다.
헌팅턴병과 연관된 키나아제는 제한없이, 미토겐-활성화된 단백질 키나아제, MEK, ERK, JNK, IKK, 세포 분열 단백질 키나아제 5 (CDK5), AKT, MKP1을 포함한다.
본 개시내용의 방법에서 유용한 키나아제의 예시적인 목록은 다음을 포함한다: AKT S473; AKT T308; ERK P44; GSK3B S6; GSK3B S9; GSK3 T216; GSK3A S21; MAPK T202; mTOR S2448; mTOR c1/2 T246; mTOR c1/2 S638; JNK 1/2/3; JNK pY183; JNK pY185; MEK ½ S217; MEK S221; PI3K p85; PI3K T458; PKB S473; PI3K p55-T199; PKB T308.
이들 질환은 또한 독성 올리고머 폴리펩티드 종, 및 일부 경우에 비정상적 인산화 올리고머 또는 단량체 형태의 축적, 및 뉴런 유래된 세포외 소포체에서 이러한 형태를 검출하는 능력을 공통으로 공유한다.
1.
촉매 효소
촉매 효소는 본원에 개시된 바와 같은 분류기에서 바이오마커로서 기능할 수 있다. 촉매 효소는 신경퇴행성 과정에 관여하며, 본원에 기재된 방법에 유용하다. 예를 들어, 파킨슨병의 경우, L-DOPA 생산에 관여하는 효소가 바이오마커로서 기능할 수 있다. 특히, 하나의 이러한 효소는 티로신 히드록실라제 ("TH") 이다. 티로신 히드록실라제 (티로신 3-모노옥시게나제 로도 지칭됨) 는 아미노산 L-티로신의 L-3,4-디히드록시페닐알라닌 (L-DOPA) 으로의 전환을 촉매하는 역할을 하는 효소이다. 촉매 효소는 인산화 또는 비인산화 상태일 수 있다.
예시적인 촉매 효소는 TH total, 및 인산화된 형태의 TH S40, TH S19 및 TH S32 를 포함한다.
C.
신경퇴행-관련 단백질
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "신경퇴행-관련 단백질"은 올리고머화된 형태로, 신경퇴행과 연관된 단백질을 의미한다. 신경퇴행-관련 단백질은 제한없이, 알파-시뉴클레인, 타우, 아밀로이드 베타 및 헌팅틴을 포함한다. 이러한 단백질은 올리고머 형태로 응집하기 쉽다.
뇌 폴리펩티드의 일정 올리고머화된 형태 (및 사이즈 범위) 또는 비정상적 인산화 형태는 다양한 신경퇴행성 병태의 근간이 된다고 여겨진다. 이것은 예를 들어, 시뉴클레인병증성 병태에서 알파-시뉴클레인, 아밀로이드병증성 병태에서 아밀로이드 베타, 타우병증성 병태에서 타우 및 헌팅턴병에서 헌팅틴의 역할을 포함한다. 특히, 현재 증거는 α-시뉴클레인 올리고머가 PD 및 다른 시뉴클레인병증에서 독성 종으로서 작용할 수 있다는 것을 시사한다. 일정 실시형태에서, 검출된 올리고머 종은 비정상적 인산화 종이다.
신경퇴행-관련 단백질의 형태는 제한없이, (I) 적어도 하나의 올리고머 형태; (II) 조합된 다수의 올리고머 형태 (예를 들어, 모든 올리고머 형태 또는 함께 측정된 올리고머 형태의 서브세트, 예를 들어, 알파 시뉴클레인 2-14 또는 > 4-량체), (III) 각각의 다수의 상이한 올리고머 형태; (IV) 적어도 하나의 올리고머 형태 및 적어도 하나의 단량체 형태; (V) 다수의 올리고머 형태 및 적어도 하나의 단량체 형태; 및 (VI) 적어도 하나의 올리고머 형태 및 다수의 단량체 형태를 포함한다. 신경퇴행-관련 단백질의 형태는 특히, 신경퇴행성 병태 또는 신경퇴행성 병태로의 진행을 추론하기 위한 모델에서 사용될 수 있는데, 전형적으로 모델에 포함된 하나 이상의 올리고머 형태는 질환의 존재 및 활성 또는 질환으로의 진행을 의미한다. 이것은 시뉴클레인병증의 존재 및 활성, 또는 시뉴클레인병증으로의 진행을 의미하는 올리고머 알파-시뉴클레인 형태의 상대량 증가; 아밀로이드병증의 존재 및 활성, 또는 아밀로이드병증으로의 진행을 의미하는 올리고머 아밀로이드 베타의 상대량 증가, 타우병증의 존재 및 활성, 또는 타우병증으로의 진행을 의미하는 올리고머 또는 비정상적 인산화 타우의 상대량 증가, 및 헌팅턴병의 존재 및 활성, 또는 현팅톤병으로의 진행을 의미하는 올리고머 헌팅틴의 상대량 증가를 포함한다. 따라서, 이러한 올리고머의 비정상적 프로파일은 신경퇴행의 과정을 의미한다.
신경퇴행-관련 단백질 형태는 하나 이상의 올리고머 형태 및, 임의로, 하나 이상의 단량체 형태를 포함할 수 있다. 이것은 올리고머 및, 임의로, 단량체 알파-시뉴클레인; 올리고머 및, 임의로, 단량체 아밀로이드 베타, 올리고머 및, 임의로 과인산화 및, 임의로, 단량체 타우; 및 올리고머 및, 임의로, 단량체 헌팅틴의 종의 양을 포함한다. 예를 들어, 바이오마커 프로파일은 (I) 적어도 하나의 올리고머 형태; (II) 다수의 올리고머 형태; (III) 적어도 하나의 올리고머 형태 및 적어도 하나의 단량체 형태; (IV) 다수의 올리고머 형태 및 적어도 하나의 단량체 형태; (V) 적어도 하나의 올리고머 형태 및 다수의 단량체 형태; 및 (VI) 다수의 올리고머 형태 및 다수의 단량체 형태를 포함할 수 있다.
단백질 형태는 개별 단백질 종 또는 종의 컬렉션을 의미할 수 있다. 예를 들어, 알파-시뉴클레인의 6량체는 알파 백스페이스-시뉴클레인의 형태이다. 또한, 알파-시뉴클레인의 6량체 내지 18량체의 컬렉션은 집합적으로 알파-시뉴클레인의 형태일 수 있다.
바이오마커 프로파일은 단백질의 다수의 형태를 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 바이오마커 프로파일은 다수의 올리고머 형태의 각각 및 신경퇴행-관련 단백질의 단량체 형태의 정량적 측정치를 포함할 수 있다. 그래서, 예를 들어, 바이오마커 프로파일은 이량체, 삼량체, 사량체, 5량체, 6량체, 7량체, 8량체, 9량체, 10량체, 11량체, 12량체, 13량체, 14량체, 15량체, 16량체, 19량체, 20량체, 24량체, 50량체 등의 각각의 정량적 측정치를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는, "시뉴클레인 바이오마커 프로파일"은 올리고머 및, 임의로, 단량체 알파-시뉴클레인을 포함하는 프로파일을 의미하고, 용어 "아밀로이드 바이오마커 프로파일"은 올리고머 및, 임의로, 단량체 베타-아밀로이드를 포함하는 프로파일을 의미하고, 용어 "타우 바이오마커 프로파일"은 올리고머 및, 임의로, 단량체 타우를 포함하는 프로파일을 의미하고, 용어 "헌팅틴 바이오마커 프로파일"은 올리고머 및, 임의로, 단량체 헌팅틴을 포함하는 프로파일을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "단량체 단백질/폴리펩티드"는 이의 임의 종, 예컨대 인산화 종을 포함한, 단일, 비응집 단백질 또는 폴리펩티드 분자를 의미한다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "올리고머 단백질/폴리펩티드"는 인산화 종을 포함한, 개별 올리고머 종 또는 다수의 올리고머 종을 포함한 응집체를 의미한다. 본 명세서에서 사용되는, 단백질의 올리고머 형태의 측정은 모든 올리고머 형태 (전체 올리고머 형태) 또는 특정한 올리고머 형태의 측정을 의미할 수 있다는 것을 의미한다. 특정한 올리고머 형태는 예를 들어, 특정 크기 범위 또는 물리적 상태 내의 형태 예컨대 예를 들어 가용성 원섬유를 포함할 수 있다.
각각의 이들 조건에서, 본 명세서에 기술된 폴리펩티드의 올리고머화/응집화 형태는 이들 폴리펩티드의 올리고머 형태 및, 임의로, 단량체 형태를 포함하는 바이오마커 프로파일이 모델에서 병리적 활성을 추론하는 기능을 한다는 점에서 뉴런에 독성이라고 여겨진다. 특히, 단량체 형태와 비교하여 올리고머 형태의 증가된 상대량은 병리학을 의미한다. 이들 바이오마커의 측정치는 존재하거나 또는 개발 중인 요법에 대한 대상체 반응을 추적할뿐만 아니라 질환의 발병 또는 현존 질환의 상태 또는 진행을 추적하는데 사용될 수 있다.
D.
miRNA
마이크로RNA ("miRNA") 는 약 22 개의 뉴클레오티드의 짧은 단일 가닥 RNA 분자이다. miRNA 는 mRNA 분자와 혼성화하여 그들을 침묵 (silence) 시킨다. 이는 mRNA 의 절단, 폴리(A) 테일의 단축을 통한 mRNA의 불안정화, 및 mRNA 번역의 감소된 효율에 의해 초래될 수 있다. miRNA 는 샘플 내의 RNA 분자의 단리 및 서열분석에 의해 확인될 수 있다. 본원에 기술된 방법에서 바이오마커로서 유용한 마이크로RNA 는 제한없이 miR-15b-5p, miRNA-24, 및 miR-27a-3pm m204-5p, 124-3p, 및 22-3p 를 포함한다.
본 개시내용의 방법에서 유용한 miRNA 의 예시적인 목록은: 7-5p; 15b-5p; 19b; 22-3p; 24; 27a-3p 24; 29a; 30c-2-3p; 494-3p; 92b-3p; 106b-3p; 122-5p; 124-3p; 122-5p; 132-3p; 138-5p; 142-3p; 146a-5p; 204-5p; 220-3p; 331-5p; 338-3p; 431-5p; 584-5p; 942-5p; 1468-5p 를 포함한다.
II.
신경퇴행성 병태 및 연관 단백질
A.
시뉴클레인병증
1.
조건들
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "시뉴클레인병증" 및 "시뉴클레인병증성 병태"는 알파-시뉴클레인의 비정상적인 응집된 형태인, 올리고머 알파-시뉴클레인의 비정상적 프로파일을 특징으로 하는 병태를 의미한다. 일정 실시형태에서, 시뉴클레인병증은 임상적으로 분명한 시뉴클레인병증 질환 예컨대, 예를 들어, PD, 루이 소체 치매, 다계통 위축증 및 일부 형태의 알츠하이머병뿐만 아니라, 다른 희귀 신경퇴행성 장애 예컨대 다양한 신경축삭 이영양증으로서 나타난다. 시뉴클레인병증 질환의 임상 진단에 충분한 징후, 및 임의로 증상은 이러한 임상 진단을 하도록 이러한 병태를 진단하는 당업자에게 일반적으로 충분하다.
파킨슨병 ("PD") 은 60세 이상의 성인 집단에서 1% 내지 2%의 유병률을 갖는 중추 신경계 (CNS) 의 진행성 장애이다. PD 는 떨림, 강직, 자세 불안정성 및 자발적 움직임의 둔화를 포함한, 운동 증상을 특징으로 한다. 전체 PD 사례의 90% 초과를 구성하는, 질환의 특발성 형태의 원인은 여전히 불분명하지만, 이제 환경적 및 유전적 요인 둘 모두를 포함하는 것으로 간주된다. 운동 증상은 흑질에서 도파민-생산 뉴런의 점진적 퇴행과 분명하게 관련된다. 보다 최근에, PD는 기저핵 (예를 들어, PD), 또는 대뇌 피질 (예를 들어, 루이 소체 치매), 또는 기저핵, 뇌간 및 척수 (예를 들어, 다계통 위축증)에 주로 영향을 미치고, 알파-시뉴클레인이라고 하는 뇌 단백질로 주로 이루어진 세포내 침착물 (루이 소체)의 존재와 모두 연관된 다계통 장애의 그룹 중 하나로 인식되었다. 따라서, 이들 장애는 할러보덴-스파츠 증후군, 신경축삭 이영양증, 및 외상성 뇌손상과 함께, 종종 "시뉴클레인병증"이라고 한다.
PD 의 징후 및 증상은 예를 들어, 휴식 시 떨림, 강직, 운동완서, 자세 불안정 및 파킨슨병성 가속보행을 포함할 수 있다. PD 의 한 증상은 카르비도파-레보도파에 대한 이들 운동 기능장애에서의 양성 반응이다.
임상적으로 인지되는 파킨슨병의 병기는 다음과 같다: 병기 1 - 경증; 병기 2 - 보통; 병기 3 - 중간 병기; 병기 4 - 중증; 병기 5 - 진행성.
프라미펙솔 (상표명 Mirapex™ 하에 판매) 은 특발성 파킨슨증을 치료하기 위해 사용되는 약물이다. 프라미펙솔은 세포외 신호-조절 키나아제 (ERK) 효현제로서 활성을 갖는다. 따라서, 키나아제 활성에 대한 프라미펙솔, 및 다른 키나아제 조절제의 효과의 결정은 파킨슨병에 대한 약물의 유효성 결정에 유용하다.
현재, PD 의 진단은 수정된 Hoehn 및 Yahr 병기결정 척도 (Hoehn and Yahr, 1967, Neurology, 17:5, 427-442) 및 통합 파킨슨병 등급 척도 (Unified Parkinson's Disease Rating Scale) (UPDRS) 의 사용을 통해서 종종 정량화되는 신체 검사의 결과에 주로 의존한다. PD 대 파킨슨증의 다른 형태, 예를 들어, 진행성 핵상 마비 (PSP)의 감별 진단은 어려운 것으로 증명될 수 있고 따라서 환자의 최대 25%에서 오진이 일어날 수 있다. 게다가, PD는 일반적으로 초기 임상 진단이 내려지기 전에 수년 동안 미검출된 채로 남을 수 있다. 이런 일이 일어난 경우, 흑질에서 도파민 뉴런의 상실은 이미 50%를 초과하고 70%에 접근할 수 있다. PD 또는 임의의 관련 시뉴클레인병증에 대한 혈액 검사는 아직 검증되지 않았다. 양전자 방출 단층촬영 (PET) 또는 MRI를 사용한 영상 연구가 신경퇴행성 과정의 위치 및 정도에 관한 정보를 제공하여 PD의 진단에서 사용되어 왔지만, 관찰된 퇴행의 발병기전에 대한 정보는 거의 또는 전혀 제공하지 않고, 특정 시뉴클레인병증-특이적 중재술의 선택에 지침을 주지 못한다.
루이 소체 치매 (LBD)는 미국에서 약 130만명에서 발병된다. 증상은 예를 들어, 치매, 인지 변동, 파킨슨병, 수면 장애 및 환각을 포함한다. 알츠하이머병에 이어서 치매의 두번째로 흔한 형태이고 일반적으로 50세 이후에 발병된다. 파킨슨병과 마찬가지로, LBD는 뇌에서 알파-시뉴클레인의 비정상적인 침착을 특징으로 한다.
다계통 위축증 (MSA)은 파킨슨병 유형 및 소뇌 유형의 2개 유형으로 분류된다. 파킨슨병 유형은 예를 들어, PD의 파킨슨병 증상을 특징으로 한다. 소뇌 유형은 예를 들어, 운동 및 조정 손상, 구음 장애, 시각 장애 및 연하곤란을 특징으로 한다. MSA 증상은 뇌의 손상된 영역, 특히 흑질, 선조체, 하부 올리브핵, 및 소뇌에서 세포 상실 및 신경교증 또는 성상세포의 증식을 반영한다. 비정상적 알파-시뉴클레인 침착이 특징적이다.
PD 및 다른 시뉴클레인병증에 대한 진단 오류율은 효과적인 질환 변경 요법, 예컨대 신경보호 요법의 도입과 함께 중요해질 수 있는 상황인, 특히 그들 초기 병기에서 상대적으로 높을 수 있다.
2.
알파-시뉴클레인
알파-시뉴클레인은 인간 뇌에 존재하는 단백질이다. 인간 알파-시뉴클레인 단백질은 140 아미노산으로 구성되고 SNCA 유전자 (PARK1이라고도 함)에 의해 코딩된다. (알파-시뉴클레인: 유전자 ID: 6622; 호모 사피엔스; 세포유전 위치: 4q22.1)
본 명세서에서 사용되는 용어 "알파-시뉴클레인"은 정상 (비변형) 종을 비롯하여 변형된 종을 포함한다. 알파-시뉴클레인은 단량체 또는 응집 형태로 존재할 수 있다. 알파-시뉴클레인 단량체는 올리고머로 비정상적으로 응집될 수 있고, 올리고머 알파-시뉴클레인은 원섬유로 응집될 수 있다. 원섬유는 더욱 응집되어서 루이 소체라고 하는 세포내 침착물을 형성할 수 있다. 단량체 알파-시뉴클레인 및 이의 다양한 올리고머는 평형 상태로 존재한다고 여겨진다. 뇌에서 알파-시뉴클레인 처리는 또한 세린 129에서 인산화된 알파-시뉴클레인 ("p129 알파-시뉴클레인")을 생산한다.
알파-시뉴클레인은 인간 중추 신경계 (CNS)에서 풍부하게 발현되고 다양한 다른 장기에서는 더 적은 정도로 발현된다. 뇌에서, 알파-시뉴클레인은 주로 신경 말단, 특히 대뇌 피질, 해마, 흑질 및 소뇌에서 발견되고, 신경전달물질 방출 조절에 기여한다. 정상 상황 하에서, 이러한 가용성 단량체 단백질은 응집에 저항하는 안정하게 폴딩된 사량체를 형성하는 경향이 있다. 그러나, 특정 병리학적 조건에서, 알 수 없는 이유로, 알파-시뉴클레인은 비정상적으로 베타 플리트, 미스폴딩, 올리고머화, 및 응집되어서 궁극적으로 고도의 세포독성 중간체를 산출할 수 있는 대사 경로인 원섬유를 형성한다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "단량체 알파-시뉴클레인"은 이의 임의 종을 포함하여, 단일, 비응집 알파-시뉴클레인 분자를 의미한다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "올리고머 알파-시뉴클레인"은 다수의 알파-시뉴클레인 단백질 분자를 포함하는 응집체를 의미한다. 이것은 전체 올리고머 알파-시뉴클레인 및 이의 형태 또는 선택된 종을 포함한다. 올리고머 알파-시뉴클레인은 프로토원섬유 형태까지 적어도 2개 단량체 단위를 갖는 형태를 포함한다. 이것은 예를 들어, 2 내지 약 100 단량체 단위, 예를 들어, 4 내지 16 단량체 단위 또는 적어도 2, 3, 4 또는 5 다스의 단량체 단위를 갖는 올리고머 형태를 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "비교적 저중량 시뉴클레인 올리고머"는 30 이하의 단량체 단위를 포함하는 시뉴클레인 올리고머 (30량체)를 의미한다. 전형적으로, 비교적 저중량 시뉴클레인 올리고머는 가용성이다. 따라서, 알파-시뉴클레인의 "가용성 올리고머 형태" 는 2량체 내지 30량체, 예를 들어, 4량체 내지 18량체의 크기 범위의 올리고머를 포함한다. 일정 실시형태에서, 알파-시뉴클레인은 특정 검출 방법을 통해서 검출되는 형태 또는 형태들을 의미한다. 예를 들어 형태들은 알파-시뉴클레인의 특정 단량체 또는 올리고머 형태에 대해 생성된 항체로 검출가능한 것들일 수 있다.
올리고머화된 형태로 비정상적으로 처리된 알파-시뉴클레인의 신경독성 잠재성은 이제 상기 언급된 병리학적 병태, 특히 PD, 루이 소체 치매, 다계통 위축증, 및 몇몇 다른 장애의 증상의 발병 및 후속 진행의 원인이 되는 것으로 여겨진다. 이들은 일반적으로 그 일부가 독성을 나타내고 상기 언급된 장애의 발병기전의 원인이 될 수 있는 비정상적인 알파-시뉴클레인 응집체의 세포내 축적을 부분적으로 특징으로 하는 신경퇴행성 장애의 그룹으로서 정의된다. 산화 스트레스, 미토콘드리아 손상, 및 기공 형성같은 요인들의 역할은 제안된 바 있지만, 정확히 알파-시뉴클레인의 일정 올리고머화된 형태가 어떻게 신경퇴행을 야기할 수 있는가는 아직 알려지지 않았다. 그럼에도 불구하고, 이제 많은 이들은 알파-시뉴클레인 올리고머화 및 응집을 초래하는 과정이 이들 장애에서 발생되는 세포 손상 및 파괴에 핵심적일 수 있다고 여겨진다.
일부 연구에서는 원섬유형 시뉴클레인 올리고머 및 원섬유가 특히 신경독성을 부여하기 쉽다는 것을 보여주었다 (Loov 등, "α-Synuclein in Extracelluar Vesicles: Functional Implications and Diagnostic Opportunities", M. Cell Mol Neurobiol. 2016 Apr;36(3) :437-48.doi: 10.1007/s10571-015-0317-0.) 다른 것들은 저차 올리고머 시뉴클레인 종이 일차적으로 책임이 있을 수도 있다고 제안하며, 어떤 시뉴클레인 종, 또는 단독으로 또는 단일 또는 다중 병리학적 메커니즘에 의해 협력하여 작용하는, 상이한 베타-시트 배열을 갖는 종의 집합이 PD 또는 임의의 관련된 시뉴클레인병증에서 가장 신경독성인지 정확하게 명확하지 않다 (Wong 등, "α-synuclein toxicity in neurodegeneration: mechanism and therapeutic strategies", Nat Med. 2017 Feb 7;23(2):1-13. doi: 10.1038/nm.4269).
일정한 이의 대사 생산물과 함께, 세포내 시뉴클레인의 일부분이 엑소솜 소포체 내에 포장되고 뇌의 세포내 액으로 방출되어서 뇌척수액 (CSF) 및 말초 혈액 순환으로 통과된다. 알파-시뉴클레인은 인간 뇌에 존재하는 단백질이다. 인간 알파-시뉴클레인 단백질은 140 아미노산으로 구성되고 SNCA 유전자 (PARK1이라고도 함)에 의해 코딩된다. (알파-시뉴클레인: 유전자 ID: 6622; 호모 사피엔스; 세포유전 위치: 4q22.1)
B.
아밀로이드병증
1.
조건들
본 명세서에서 사용되는 용어 "아밀로이드병증"은 뇌에 아밀로이드 중합체의 축적을 특징으로 하는 병태를 의미한다. 아밀로이드병증은 제한없이, 알츠하이머병 및 일정 다른 신경퇴행성 장애 예컨대 후기 병기 PD를 포함한다. 알츠하이머병은 치매의 가장 우세한 형태이다. 이것은 해부학적 수준에서 신경원섬유 매듭을 비롯하여, 베타-아밀로이드의 응집된 형태로 만들어진 아밀로이드 플라크의 축적을 특징으로 한다. 진행성 기억 상실, 인지 저하 및 신경행동 변화가 특징적인 증상이다. 알츠하이머는 진행성이고 현재 질환을 중단시키거나 또는 반전시키는 알려진 방법은 없다.
2.
아밀로이드 베타
아밀로이드 베타 (아밀로이드-β, Aβ, A-베타 및 베타-아밀로이드라고도 함)는 아밀로이드 전구체 단백질의 펩티드 단편이다. 아밀로이드 베타는 전형적으로 36 내지 43 아미노산을 갖는다. 아밀로이드 베타는 응집되어서 몇몇 형태로 존재할 수도 있는 가용성 올리고머를 형성한다. 아밀로이드 베타의 미스폴딩된 올리고머가 다른 아밀로이드 베타 분자가 미스-폴딩된 올리고머 형태를 취하게 한다고 여겨진다. A-beta1-42는 아미노산 서열: DAEFRHDSGY EVHHQKLVFF AEDVGSNKGA IIGLMVGGVV IA [SEQ ID NO: 1] 을 갖는다.
알츠하이머병에서, 아밀로이드-β 및 타우 단백질은 올리고머화되어 뇌 조직에 축적되고 여기서 그들은 뉴런 손상 및 상실을 야기하는 것으로 보이며; 실제로, 일부는 이러한 가용성 응집 중간체, 또는 올리고머가 독성을 매개하고 질환에서 파종 및 확산의 근간이 되는 핵심 종이라고 주장한다. (The Amyloid-β Oligomer Hypothesis: Beginning of the Third Decade. Cline EN, Bicca MA, Viola KL, Klein WL. J Alzheimers Dis. 2018;64(s1):S567-S610; "Crucial role of protein oligomerization in the pathogenesis of Alzheimer's and Parkinson's diseases," Choi ML, Gandhi S. FEBS J. 2018 Jun 20.) 아밀로이드 β 올리고머는 AD의 발병 및 진행에서 핵심적이고, 아마도 가장 직접적인 바이오마커인, 인기 약물 표적을 대표한다. 타우 단백질도 역시 비정상적으로 과인산화될 수 있다.
A-베타의 단량체 및 올리고머 형태를 정량하는데 현재 사용되는 방법은 효소 연결 면역흡착 어세이 (ELISA), 단일 올리고머 검출 방법, 및 주로 바이오센서-기반 방법 등이 포함된다. ("Methods for the Specific Detection and Quantitation of Amyloid-β Oligomers in Cerebrospinal Fluid", Schuster J, Funke SA. J Alzheimers Dis. 2016 May 7;53(1):53-67.)
표면-기반 형광 강도 분포 분석 (sFIDA) 은 매우 특이적이고 민감한 올리고머 정량화 뿐만 아니라 단량체에 대한 총 불감도를 모두 특징으로 한다 ("Advancements of the sFIDA method for oligomer-based diagnostics of neurodegenerative diseases", Kulawik 등, FEBS Lett. 2018 Feb;592(4):516-534).
C.
타우병증
1.
조건들
본 명세서에서 사용되는 용어 "타우병증"은 신경퇴행과 연관된 축적 및 응집을 특징으로 하는 병태를 의미한다. 타우병증은 제한없이, 알츠하이머병 ("AD"), 진행성 핵상 마비, 피질기저 퇴화, 염색체 17 관련된 파킨슨병 동반 전두측두엽 치매, 및 피크병을 포함한다.
AD는 또한 두번째 병리학적 특징인, 신경원섬유 매듭 (NFT)을 특징으로 한다. NFT는 NFT 형성 과정을 뉴런 손상 및 뇌 기능이상과 연결시키는, 뉴런 손상과 해부학적으로 연관된다. NFT의 주요 성분은 마이크로튜불-연관 단백질인, 타우의 과인산화된 형태이다. NFT 형성 동안, 타우는 타우 올리고머를 포함한, 다양한 상이한 응집 종을 형성한다. 증가하는 증거는 타우 올리고머 형성이 신경원섬유 매듭의 출현에 선행하고 중요하게 뉴런 상실의 원인이 된다고 시사한다. (J Alzheimers Dis. 2013;37(3):565-8 "Tauopathies and tau oligomers", Takashima A.)
비원섬유, 가용성 다량체는 섬유형 타우로 구성된 신경원섬유 매듭에 비해 더 독성으로 나타난다.
전두측두엽 치매에서, 전체 길이 TAR DNA 결합 단백질 ("TDP-43")은 전두뇌 영역에 축적되는 독성 아밀로이드 올리고머를 형성한다. 근위축성 측삭 경화증 (ALS)을 또한 포함하는, TDP-43 단백질병증은 폴리유비퀴틴화 및 과인산화 전체 길이 및 절두된 TDP-43에 의해 형성된 봉입체를 특징으로 한다. 재조합 전체 길이 인간 TDP-43은 항-아밀로이드 올리고머-특이적 항체와 공통 에피토프를 공유하는 구조적으로 안정한, 구형 올리고머를 형성한다. TDP-43 올리고머는 시험관 내 및 생체내 둘 모두에서 신경독성인 것으로 확인되었다. (Nat Commun. 2014 Sep 12;5:4824. 전장 TDP-43 은 전두측두엽 치매-TDP 환자에 존재하는 독성 아밀로이드 올리고머를 형성한다). TDP-43 올리고머의 존재 및 풍부성의 결정은 FTLD-TDP 의 상이한 서브타입 중에서 TDP-O 로 불리는 특정 TDP-43 아밀로이드 올리고머 항체를 사용하여 달성될 수 있다 ("Detection of TDP-43 oligomers in fronttemporal lobar degeneration-TDP", Kao PF, Ann Neurol. 2015 Aug;78(2):211-21.)
2.
타우
타우는 가장 긴 타우 이소폼 상에 79 잠재적 세린 (Ser) 및 트레오닌 (Thr) 인산화 부위를 갖는 인단백질이다. 타우는 그들의 결합 도메인 개수로 구별되는, 6개 이소폼으로 존재한다. 3 가지 동형은 3 개의 결합 도메인을 가지며 다른 3 가지 동형은 4 개의 결합 도메인을 갖는다. 이소폼은 타우 유전자의 엑손 2, 3, 및 10에서 선택적 스플라이싱에 의해 생성된다. 타우는 11개 엑손을 갖는 MAPT 유전자에 의해 코딩된다. 하플로그룹 H1은 일정 치매, 예컨대 알츠하이머병의 증가된 확률과 연관된 것으로 보인다.
6량체 내지 18량체 범위의 것을 포함한, 다양한 타우 올리고머 종은 타우병증 뇌 장애와 연관되고 웨스턴 블롯 및 단일 분자 형광을 포함한 다른 기술에 의해 측정되는 신경독성 과정에 연루되었다. (예를 들어, Kjaergaard M., 등, "Oligomer Diversity during the Aggregation of the Repeat Region of Tau" ACS Chem Neurosci. 2018 Jul 17; Ghag G 등, "Soluble tau aggregates, not large fibrils, are the toxic species that display seeding and cross-seeding behavior", Protein Sci. 2018 Aug 20. doi: 10.1002/pro.3499; and Comerota MM 등, "Near Infrared Light Treatment Reduces Synaptic Levels of Toxic Tau Oligomers in Two Transgenic Mouse Models of Human Tauopathies", Mol Neurobiol. 2018 Aug 17 를 참조한다.)
올리고머 타우 종을 측정하는 방법은 면역어세이를 포함한다. 타우는 일반 발현에 이어서 크로마토그래피, 예컨대 친화성, 크기-배제, 및 음이온-교환 크로마토그래피를 통해서 단리될 수 있다. 이러한 형태를 사용하여 동물을 면역화시켜서 항체를 생성시킬 수 있다. 타우의 응집은 아라키돈산을 사용해 유도시킬 수 있다. 올리고머는 수크로스 단계 농도구배에서 원심분리를 통해 정제될 수 있다. 타우의 올리고머 형태는 또한 동물을 면역화시켜서 항체를 생성시키는데 사용될 수 있다. 타우 올리고머-특이적 TOC1 항체를 이용하는 샌드위치 효소-연결 면역흡착 어세이를 사용해 올리고머 타우를 검출할 수 있다. 타우 올리고머 복합체 1(TOC1) 항체는 트리스 불용성, 사르코실 가용성 분획에서 올리고머 타우 종을 특이적으로 식별한다 (Shirafuji N., 등, "Homocysteine Increases Tau Phosphorylation, Truncation and Oligomerization", Int J Mol Sci. 2018 Mar 17;19(3).) (예를 들어, Methods Cell Biol. 2017;141:45-64. doi: 10.1016/bs.mcb.2017.06.005. Epub 2017 Jul 14. Production of recombinant tau oligomers in vitro. Combs B1, Tiernan CT1, Hamel C1, Kanaan NM 를 참조한다.)
D.
헌팅턴병
1.
헌팅턴병
헌팅턴병은 헌팅틴 유전자 내 상염색체 우성 돌연변이에 의해 야기되는 유전 질환이다. 돌연변이는 CAG 삼중항의 중복을 특징으로 한다. 이것은 진행성 신경퇴행을 특징으로 한다. 증상은 운동 장애, 예컨대 비자발적 움직임, 보행 장애, 및 연하 및 말하기 곤란을 포함한다. 또한 진행성 인지 저하를 특징으로 한다.
2.
헌팅틴 단백질
헌팅턴 단백질은 HTT 또는 HD라고도 하는 현팅톤 유전자에 의해 코딩된다. 정상 헌팅턴 단백질은 약 3144 아미노산을 갖는다. 단백질은 보통 약 300 KdA이다.
헌팅턴병 (HD)에서, 더 작은, 가용성 응집-경향 mHtt 단편으로 전체 길이 돌연변이체 헌팅틴 (mHtt) 단백질의 절단은 이러한 장애의 병리생리학에서 핵심 과정인 것으로 보인다. 실제로, 확장된 수의 폴리글루타민 (폴리Q) 반복부를 함유하는 돌연변이체 단백질의 응집 및 세포독성은 HD 이외에도, 몇몇 질환의 특징이다. 세포 내에서, 돌연변이체 헌팅틴 (mHtt) 및 다른 폴리글루타민 폴리글루타민 확장 돌연변이체 단백질은 단량체, 가용성 올리고머, 및 불용성 봉입체로서 존재한다. (J Huntingtons Dis. 2012;1(1):119-32. Detection of Mutant Huntingtin Aggregation Conformers and Modulation of SDS-Soluble Fibrillar Oligomers by Small Molecules. Sontag EM, 등, Brain Sci. 2014 Mar 3;4(1):91-122. Monomeric, oligomeric and polymeric proteins in Huntington disease and other diseases of polyglutamine expansion. Hoffner G. 등) 일정 실시형태에서, 올리고머는 2-10 nm 길이 및 2.5 미만의 종횡비 (가로에서 가장 긴 거리 대 가로에서 가장 짧은 거리)여서 구형 구조를 의미한다.
III.
바이오마커의 검출 및 측정
A.
생물학적 샘플
본 명세서에서 사용되는 용어 "샘플"은 피분석물을 포함하는 조성물을 의미한다. 샘플은 피분석물이 이의 천연 형태 (예를 들어, 원료 재료)로 다른 재료와 혼합되는 원료 샘플, 피분석물이 적어도 부분적으로 농축된 분별 샘플, 또한 피분석물이 적어도 실질적으로 순수한 정제된 샘플일 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "생물학적 샘플"은 예를 들어, 폴리펩티드, 폴리뉴클레오티드, 다당류, 지질, 및 고차 수준의 이들 재료 예컨대, 세포외 소포체, 조직 또는 장기를 포함한, 생물학적 재료를 포함한 샘플을 의미한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "세포외 소포체" 는 세포로부터 자연적으로 방출되고 약 50 내지 약 5000 nm 의 유체역학적 직경을 갖는 막 결합 입자, 전형적으로 지질 이중층으로 구분되는 입자를 의미한다. 세포외 소포체의 일 예는 직경이 약 50 nm 내지 약 350 nm인 "엑소솜" 이다.
신호전달 키나아제 뿐만 아니라, 신경퇴행-관련 단백질의 형태, 예컨대 알파-시뉴클레인, 아밀로이드 베타, 타우 및 헌팅틴은 대상체로부터의 체액 샘플로부터의 세포외 소포체에서 검출될 수 있다. 보다 특히, 뉴런 유래된 세포외 소포체의 단리물은 시뉴클레인병증성 병태의 검출 및 분석을 위한 세포외 소포체의 바람직한 서브세트이다. 특히, 세포외 소포체의 내부 구획으로부터의 단백질이 유용하다.
세포외 소포체는 대상체로부터의 다양한 생물학적 샘플로부터 단리될 수 있다. 일정 실시형태에서 생물학적 샘플은 체액이다. 세포외 소포체의 체액 공급원은 예를 들어, 혈액 (예를 들어, 전체 혈액 또는 이의 분획 예컨대 혈청 또는 혈장, 예를 들어, 말초 정맥 혈액), 뇌척수액, 타액, 모유 및 소변, 또는 이의 분획을 포함한다.
세포외 소포체의 공급원으로서 정맥 혈액의 사용은 의료 환경에서 통상의 정맥천자의 안전성, 허용가능성, 및 편리성 덕분에 성인 및 어린이 모두에서 사용을 위해 예정된 진단 검사에서 바람직한 샘플이다. 표적 피분석물이 혈액 중에 소량으로 존재할 수 있으므로, 대량 샘플을 채취할 수 있다. 예를 들어, 샘플은 적어도 5 mL, 적어도 10 mL, 적어도 20 mL의 혈액을 가질 수 있다. 혈청은 전체 혈액이 응고되게 하고 응혈을 예를 들어 원심분리를 통해 제거하여 제조될 수 있다. 혈장은 예를 들어, 전체 혈액을 항응고제, 예컨대 EDTA로 처리하고, 예를 들어, 원심분리를 통해 혈액 샘플을 제거하여 제조될 수 있다. 혈액 샘플은 샘플을 대상체로부터 채취하거나 또는 대상체로부터 혈액이 채취된 사람으로부터의 샘플을 수용하여 제공될 수 있다. 혈액 샘플은 전형적으로 냉장, 예를 들어, 얼음에서 저장되거나 또는 -80℃에 냉동될 수 있다.
B.
바이오마커 측정 방법
1.
신호전달 키나아제
키나아제는 기질의 인산화로 ATP를 ADP로 전환시킨다. 키나아제 활성을 측정하기 위한 다양한 어세이 유형이 당분야에 공지되어 있다.
a) 방사능 섬광
방사능 섬광 어세이는 키나아제에 의한 기질로 32P의 도입을 측정한다.
b) FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer)
이들 어세이 중 일부는 키나아제 활성의 지시자로서 ATP 또는 ADP의 양을 사용한다. 이러한 한 어세이에서, 키나아제 활성에 대해 시험되는 샘플, 키나아제에 대한 기질 및 ATP가 배합된다. 키나아제가 존재하면, ATP를 사용해 기질을 인산화하게 된다. 나머지 ADP는 다양한 어세이를 통해 검출될 수 있다. 이러한 한 어세이가 FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer) 어세이이고 여기서 반응 이후 샘플 중 ADP는 도너 또는 억셉터 형광단 중 하나로 태그화된다. ADP에 결합하고 쌍의 나머지 형광단, 즉 억셉터 또는 도너 형광단을 포함하는 항체는 혼합물에 첨가된다. 항체는 ADP에 결합한다. 여기 시에, 도너 형광단은 에너지를 억셉터 형광단에 전달하여, 형광발광하고 검출할 수 있다.
c) 면역검출
다른 어세이에서, 특이적 키나아제는 키나아제에 특이적인 항체를 사용해 면역침전될 수 있다. 침전된 키나아제는 키나아제의 기질과 인간화 반응에서 사용된다. 키나아제 반응의 생산물은 웨스턴 블롯을 통해 검출될 수 있다.
d) 상업적으로 이용가능한 키나아제 어세이
많은 키나아제 어세이는 상업적으로 이용가능하다. 이들은 다수의 상이한 키나아제에 특이적인, 예를 들어, Promega (Promega.com)에서 입수가능한 어세이를 포함한다. 다른 예는 Thermo Fisher Scientific (ThermoFisher.com)에서 입수가능한 Adapta® Universal 키나아제 어세이 시스템이다. PerkinElmer™ (PerkinElmer.com)은 FRET를 통해 검출가능한, 인산화 생산물을 인식하기 위해서 형광 표지된 기질 및 유로퓸-표지된 항-포스포 항체를 사용하는, LANCE(R) 키나아제 어세이를 상업화한다. Samdi Tech, Inc. (SamdiTech.com)는 질량 분광법을 사용하는 무표지 어세이를 상업화한다.
2.
촉매 효소
티로신 히드록실라제와 같은 촉매 효소는 당업계에 공지된 임의의 방법에 의해 검출될 수 있다. 이는 활성 어세이, ELISA 및 Western Blot 등을 포함한다.
3.
마이크로RNA들
마이크로RNA들 ("miRNA") 은 예를 들어 핵산 서열분석 방법에 의해 검출될 수 있다. 이들은 RNA 를 DNA 로 변환하고 표준 DNA 서열 분석 기술을 사용하는 것을 포함수 수 있다. 하나의 그러한 방법 qRT-PCR. 어세이 결과는 서로 다른 miRNA 의 비율들로 표현될 수 있다.
4.
신경퇴행-관련 단백질
단백질의 단량체 및 올리고머 형태는 제한없이, 면역어세이 (예를 들어, ELISA), 질량 분광법, 크기 배제 크로마토그래피, 웨스턴 블롯 및 형광-기반 방법 (예를 들어, 형광 분광법 또는 FRET) 및 근접 결찰 어세이를 포함하여, 당업자에게 공지된 임의 방법으로 검출될 수 있다.
웨스턴 블롯에서, 혼합물 중 단백질은 전기영동을 통해서 분리된다. 분리된 단백질은 고형 지지체, 예컨대 니트로셀룰로스 필터 상에, 전형적으로 전기블롯팅을 통해서 블롯팅된다. 블롯팅된 단백질은 α 시뉴클레인 올리고머에 대한 결합제와 직접 결합을 통해서, 또는 예를 들어, 올리고머와 결합을 허용하는, α-시뉴클레인 올리고머에 대한 표지된 1차 항체와 블롯을 접촉시키는, 간접 결합을 통해서 검출될 수 있다. 전형적으로, 블롯을 세정하여, 미결합된 항체를 제거한다. 다음에, 올리고머 형태는 1차 항체에 대한 표지된 항체 (전형적으로 2차 항체라고 함) 또는 1차 항체에 부착된 태그를 사용해 검출된다.
표지는 예를 들어, 금 나노입자, 라텍스 비드, 형광 분자, 발광 단백질 및 기질로부터 검출가능한 생산물을 생성하는 효소를 포함할 수 있다. 태그는 예를 들어, 바이오틴을 포함할 수 있다.
대안적으로, 혼합물 중 올리고머 종은 서로로부터 분리될 수 있고 후속하여 검출할 수 있다. 혼합물 중 올리고머 종은 몇가지 방법을 통해 분리될 수 있다. 한 방법에서, 종은 전기영동을 통해 분리된다. 이것은 겔 전기영동을 포함한다. 전기영동 방법은 폴리아크릴아미드 겔 전기영동 ("PAGE") 및 아가로스 겔 전기영동을 포함한다. 한 방법에서, 천연 PAGE 또는 블루 천연 PAGE가 사용된다. 천연 PAGE Bis-Tris 겔은 예를 들어, ThermoFisher®에서 입수가능하다. 충전된-모세관 전기영동, 또는 "pCE"라고 불리는 방법에서, 모세관에 비다공성 콜로이드 실리카를 충전시켜서 임의 폭의 기공을 생성시킨다. 대안적으로, 종들은 크로마토그래피, 예컨대 크기 배제 크로마토그래피, 액상 크로마토그래피 또는 가스 크로마토그래피를 통해서 분리될 수 있다.
분리되면, α-시뉴클레인의 특이적 올리고머 형태를 구별할 수 있다. 이것은 그들이 이미 분리되었기 때문에 특정 올리고머 형태에 특이적으로 결합하는 결합제에 대한 필요성없이 수행될 수 있고, 그러므로 구별가능하다. 일반적으로, α-시뉴클레인 올리고머에 결합하는 결합제는 형태들을 검출하는데 사용될 수 있다. 겔 상에서 그들 위치, 또는 컬럼으로부터의 시간 또는 용출을 사용하여 검출된 측정 형태를 표지할 수 있다. 예를 들어, 더 큰 올리고머는 전형적으로 더 작은 올리고머에 비해서 겔에서 훨씬 더 느리게 이동한다.
a) 알파-시뉴클레인
단량체 알파-시뉴클레인 및 올리고머 알파-시뉴클레인의 양은 개별적으로 결정할 수 있다. 대안적으로, 샘플 중 전체 알파-시뉴클레인은 단량체 알파-시뉴클레인 또는 올리고머 알파-시뉴클레인 중 하나로 측정될 수 있고 다른 종의 양은 편차를 기반으로 결정할 수 있다.
단량체, 올리고머 및 전체 알파-시뉴클레인은 예를 들어, 면역어세이 (예를 들어, 화학발광 검출과 함께, 예를 들어, ELISA 또는 웨스턴 블롯), 질량 분광법 또는 크기 배제 크로마토그래피를 통해 검출할 수 있다. 알파-시뉴클레인에 대한 항체는 예를 들어, Abcam (Cambridge, MA), ThermoFisher (Waltham, MA) 및 Santa Cruz Biotechnology (Dallas, TX)로부터 상업적으로 입수가능하다.
하기 참조들은 전체 알파-시뉴클레인 내용물을 측정하는 방법을 기술하였다. Mollenhauer 등 (Movement Disorders, 32:8 p. 1117 (2017))은 체액으로부터 전체 알파-시뉴클레인을 측정하는 방법을 기술한다. Loovet 등 (Cell Mol. Neurobiol., 36:437-448 (2016)) 은 혈장에서 L1CAM 양성 세포외 소포체를 단리하기 위한 항체의 사용을 설명한다. Abd-Elhadi 등 (Anal Bioanal Chem. (2016) Nov;408(27):7669-72016)은 지질-ELISA를 통해 결정되는 인간 혈액 세포, CSF, 및 타액 중 전체 알파-시뉴클레인 수준을 결정하는 방법을 기술한다.
전체 알파-시뉴클레인은 예를 들어, 포획을 위해 항-인간 α-syn 단일클론 항체 211 (Santa Cruz Biotechnology, USA) 및 홀스래디쉬 퍼옥시다제 (HRP)-연결된 화학발광 어세이를 통한 검출을 위해 항-인간 α-syn 다클론 항체 FL-140 (Santa Cruz Biotechnology, USA)를 사용한 ELISA에서 검출될 수 있다. 이러한 접근법은 단량체 α-시뉴클레인의 검출을 피하지만, 상이한 다량체 형태들을 구별하지는 않는다.
알파-시뉴클레인의 단량체 및 올리고머 형태는 예를 들어, 형태에 특이적인 항체를 사용하는 면역어세이를 통해서 검출될 수 있다. 예를 들어, Williams 등 ("Oligomeric alpha-synuclein and β-amyloid variants as potential biomarkers for Parkinson's and Alzheimer's diseases", Eur J Neurosci. (2016) Jan;43(1):3-16) 및 Majbour 등 ("Oligomeric and phosphorylated alpha-synuclein as potential CSF biomarkers for Parkinson's disease", Molecular Neurodegeneration (2016) 11:7). El-Agnaf O. 등 (FASEB J. 2016;20:419-425)은 PD에 대한 잠재적 바이오마커로서 인간 혈장에서 알파-시뉴클레인 단백질의 올리고머 형태의 검출을 기술한다.
알파-시뉴클레인 단량체 및 올리고머에 대한 항체는 동물을 알파-시뉴클레인 단량체 또는 올리고머로 면역화하여 생산할 수 있다. (예를 들어, US 공개 2016/0199522 (Lannfelt 등), 2012/0191652 (El-Agnaf) 참조). 알파-시뉴클레인 올리고머는 El Agnaf (U.S. 2014/0241987)의 방법을 통해 제조될 수 있는데, 여기서는 신선하게 제조된 α-시뉴클레인 용액을 도파민과 1:7 몰비율 (α-시뉴클레인:도파민)로 혼합하고 37℃에서 인큐베이션하였다. 알파-시뉴클레인의 다양한 올리고머 형태에 대한 항체도 Emadi 등 "Isolation of a Human Single Chain Antibody Fragment Against Oligomeric α-Synuclein that Inhibits Aggregation and Prevents α-Synuclein-induced Toxicity", J Mol Biol. 2007; 368:1132-1144. [PubMed: 17391701]) (이량체 및 사량체) 및 Emadi 등 ("Detecting Morphologically Distinct Oligomeric Forms of α-Synuclein", J Biol Chem. 2009; 284:11048-11058. [PubMed: 19141614]) (삼량체 및 육량체) 에 설명되어 있다. 프로토피브릴 결합 항체는 예를 들어 US 2013/0309251 (Nordstrom 등) 에 설명된다.
단량체 알파-시뉴클레인은 시뉴클레인의 올리고머 형태에 의해 고유하게 인식되는 항체를 사용한 면역어세이를 통해서 중합체 알파-시뉴클레인과 구별할 수 있다. 다른 방법은 예를 들어 질량 분광법을 사용한, 질량 편차의 검출을 포함한다. 형광 방법을 사용할 수 있다. (예를 들어 Sangeeta Nath, 등, "Early Aggregation Steps in α-Synuclein as Measured by FCS and FRET: Evidence for a Contagious Conformational Change" Biophys J. 2010 Apr 7; 98(7): 1302-1311, doi: 10.1016/j.bpj.2009.12.4290; 및 Laura Tosatto 등, "Single-molecule FRET studies on alpha-synuclein oligomerization of Parkinson's disease genetically related mutants", Scientific Reports 5, December 2015 를 참조한다.) 다른 방법은 전체 알파 시뉴클레인을 측정한 다음에, 비병리학적 알파 시뉴클레인의 프로테이나제 K 분해 및 나머지 알파 시뉴클레인의 검출을 포함한다. 다른 방법은 알파 시뉴클레인 근접 결찰 어세이를 포함한다. 단백질 결찰 어세이 프로브는 관심 단백질(들)에 대해 생성된 항체로부터 생성되고, 추정 상호작용에 관여되는 단백질의 각각에 대한 것은 짧은 올리고뉴클레오티드에 접합된다. 프로브가 상호작용 단백질에 결합되면, 올리고뉴클레오티드는 태그화된 올리고뉴클레오티드에 의해 검출될 수 있고 점 신호로서 관찰될 수 있는, 증폭 반응을 프라이밍하기에 충분하게 가깝고, 각각의 점은 상호작용을 의미한다. (Roberts RF 등, "Direct visualization of alpha-synuclein oligomers reveals previously undetected pathology in Parkinson's disease brain. Brain", 2015;138:1642-1657. doi: 10.1093/brain/awv040, 및 Nora Bengoa-Vergniory 등, "Alpha-synuclein oligomers: a new hope", Acta Neuropathol. 2017; 134(6): 819-838).
단량체에 대한 알파-시뉴클레인의 올리고머 형태의 상대량은 비율로서 표시될 수 있다.
분량 또는 양은 예를 들어, 부피 당 질량의 관점에서, 예를 들어 표준 곡선으로부터, 전환 이후 절대량으로서 또는 어세이로부터의 신호 출력으로서 표시될 수 있다.
샘플 중 알파-시뉴클레인 종은 계층화될 수 있다. 예를 들어, 올리고머 종은 저차수 올리고머, 예를 들어, 2 내지 24 단량체 단위, 고차수 올리고머, 예를 들어, 24 내지 100 단량체 단위, 또는 프로토원섬유 등으로 분류될 수 있다.
b) 아밀로이드 베타
올리고머 및 단량체는 효소-연결 면역흡착 어세이 (ELISA)를 사용해 구별할 수 있다. 이러한 어세이는 샌드위치 ELISA와 비슷하다. Aβ 단량체는 하나의 에피토프를 함유하는데 반해서, 올리고머는 다수의 이들 에피토프를 함유한다. 그리하여, 상기 고유한 에피토프에 대한 에피토프-중복 항체가 항체의 포획 및 검출에 사용되면, 특이적이고 고유한 에피토프에 대한 결합은 이들 2개 항체 간 경쟁을 일으키게 될 것이다. 달리 말해서, 단량체는 둘 모두가 아닌, 포획 또는 검출 항체에 의해 점유될 것이다. ("Oligomeric forms of amyloid-β protein in plasma as a potential blood-based biomarker for Alzheimer's disease", Wang MJ 등. Alzheimers Res Ther. 2017 Dec 15;9(1):98. "Potential fluid biomarkers for pathological brain changes in Alzheimer's disease: Implication for the screening of cognitive frailty", Ruan Q 등, Mol Med Rep. 2016 Oct;14(4):3184-98. "Methods for the Specific Detection and Quantitation of Amyloid-β Oligomers in Cerebrospinal Fluid", Schuster J, Funke SA. J Alzheimers Dis. 2016 May 7;53(1):53-67.)
검출을 위한 아밀로이드 베타의 올리고머 형태는 예를 들어, 아밀로이드 베타의 4량체-24량체를 포함한다.
c) 타우
생물학적 유체, 예를 들어, CSF 중 타우 올리고머는 항-타우 올리고머 항체를 사용하는 ELISA 및 웨스턴 블롯 분석을 통해 측정될 수 있다. (Sengupta U, 등, "Tau oligomers in cerebrospinal fluid in Alzheimer's disease", Ann Clin Transl Neurol. 2017 Apr; 4(4): 226-235.
검출을 위한 타우의 올리고머는 예를 들어, 저분자량 올리고머, 예를 들어, 20량체 이하, 예를 들어, 3량체-18량체를 포함한다. 뇌척수액 중 가용성 올리고머의 존재는 웨스턴 블롯 및 샌드위치 효소-연결 면역흡착 어세이 (sELISA)로 단일클론 항-올리고머 항체를 사용해 검출할 수 있다. David, MA 등, "Detection of protein aggregates in brain and cerebrospinal fluid derived from multiple sclerosis patients", Front Neurol. 2014 Dec 2;5:251. 타우의 올리고머 형태에는 올리고머 타우의 과인산화된 형태가 포함된다.
d) 헌팅틴
최근의 정량 연구는 TR-FRET-기반 면역어세이를 사용하였다. 크기 배제 크로마토그래피 (SEC) 및 시간-분해 형광 공명 에너지 전달 (TR-FRET)을 조합한 한 검출 방법은 뇌에서 천연 가용성 mHtt 종 및 불용성 응집체의 형성, 및 응집의 분해 및 정의를 가능하게 한다. "Fragments of HdhQ150 mutant huntingtin form a soluble oligomer pool that declines with aggregate deposition upon aging", Marcellin D. 등., PLoS One. 2012;7(9):e44457.
예를 들어, 다수의 면역반응성 올리고머를 제공하는, 아가로스 겔 전기영동 (AGE) 분석 (천연 또는 경미한 변성, 0.1% SDS 조건 또는 천연 조건 하 Blue-Native PAGE)을 포함한, 다양한 공개 기술을 사용해 올리고머 헌팅틴 종을 어세이하였고, 항-헌팅틴 항체는 특이적 헌팅틴 올리고머를 차등적으로 인식한다.
세포 및 조직 균질액에서 가용성 및 응집된 mHtt를 정량화하기 위해 1단계 TR-FRET 기반 면역 어세이가 개발되었다 (TR-FRET 기반 이중 면역어세이는 헌팅턴병에서 가용성 및 응집된 돌연변이 헌팅틴의 역상관관계를 나타낸다. Baldo B, 등., chem Biol. 2012 Feb 24;19(2):264-75).
TR-FRET (Time-resolved Forster energy transfer)-기반 어세이는 관심 단백질의 정량을 위해 광범위하게 적용되는 고속-대량 처리의 균질하고, 민감한 면역어세이를 나타낸다. TR-FRET는 작은 거리에 극도로 민감하므로 선택적 항체에 의해 인식되는 표적 단백질 상에 존재하는 에피토프의 상대적 위치 및 노출의 검출을 기반으로 입체배열 정보를 제공할 수 있다. 우리는 이전에 상이한 아미노 말단 HTT 에피토프에 특이적인 항체의 사용을 기반으로 HTT 단백질을 정량화하기 위한 TR-FRET 분석을 보고하였다 (Fodale, V. 등, "Polyglutamine- and temperature-dependent conformational rigidity in mutant huntingtin revealed by immunoassays and circular dichroism spectroscopy", PLoS One. 2014 Dec 2;9(12):e112262. doi: 10.1371/journal.pone.0112262. eCollection 2014.
C.
세포외 소포체의 단리
세포외 소포체는 원형질막과, 중간 세포내이입 구획, 다중소포체 (MVB)의 융합 시에 세포로부터 방출되는 것으로 여겨지는 세포외 소포체이다.
세포외 소포체를 단리하는 많은 방법들이 당분야에 공지되어 있다. 이들은 예를 들어, 면역친화성 포획 방법, 크기-기반 단리 방법, 차등 초원심분리, 세포외 소포체 침전, 및 미세유체-기반 단리 기술을 포함한다. (Loov 등, "α-Synuclein in Extracellular Vesicles: Functional Implications and Diagnostic Opportunities", M. Cell Mol Neurobiol. 2016 Apr;36(3):437-48. doi: 10.1007/s10571-015-0317-0).
샘플 중 세포외 소포체의 양은 임의의 다수 방법을 통해 결정할 수 있다. 이들은 예를 들어, (a) 면역친화성 포획 (IAC), (b) 비대칭 흐름장-흐름 분획화 (AF4), (c) 나노입자 추적 (NTA), (d) 동적 광산란 (DLS), 및 (e) 표면 플라스몬 공명 (SPR)을 포함한다. (허가로 재인쇄됨). 면역친화성 포획 (IAC)은 간접 단리 방법을 사용하는 면역친화성을 통한 세포외 소포체 포획 기술이다. IAC는 색상, 형광, 또는 전기화학 신호를 분석하여 세포외 소포체를 정량한다. 비대칭 흐름장-흐름 분획화 (AF4)는 장-흐름 분획 및 확산을 사용해 분자를 분리하고 정량한다. 나노입자 추적 분석 (NTA)은 그들 크기에 따라서 입자를 분리하고 정량한다. NTA는 입자를 분석하기 위해 브라운 운동 속도를 사용한다. 이러한 기술은 또한 광-산란 기술을 사용해 세포외 소포체의 농도 및 크기를 추적한다. 동적 광산란 (DLS)은 브라운 운동을 나타내는 입자에 의해 산란된 빛을 통해서 입자 크기를 결정한다. 표면 플라스몬 공명 (SPR)은 SPR 센서 표면 상의 수용체로 세포외 소포체를 포획하는 면역친화성-기반 어세이이다. 결합은 수용체의 광학 신호를 변화시키고 그들 공명은 이후 광원을 통해 정량될 수 있다. 다른 방법에서, 세포외 소포체는 예를 들어, Zeiss LSM 200 투과 전자 현미경에서 120 kV로 시각화하여, 전자 현미경을 통해 조사할 수 있다.
1.
면역친화성 포획
면역친화성 포획 방법은 추출 모이어티에 부착되는 항체를 사용하여 세포외 소포체에 결합하고 그들을 샘플 중 다른 재료로부터 분리시킨다. 고형 지지체는 예를 들어, 자성으로 끌어당일 수 있는 세포외 소포체일 수 있다. 라텍스 면역비드가 사용될 수 있다.
Qiagen 은 세포외 소포체 및 다른 세포외 소포체를 혈청, 혈장, 세포 배양 상청액 및 다른 생물학적 유체로부터 효율적으로 단리하기 위한 막 친화성 스핀 컬럼을 사용하는 이의 exoEasy Maxi 키트를 기재한다.
2.
크기-기반 방법
크기-기반 단리 방법은 예를 들어, 크기 배제 크로마토그래피 및 한외여과를 포함한다. 크기 배제 크로마토그래피에서 다공성 고정상을 사용해 크기 기반으로 세포외 소포체를 분리한다. 한외여과에서, 다공성 막 필터를 사용해 그들 크기 또는 무게를 기반으로 2개 별개 세포외 소포체를 사용한다.
3.
차등 초원심분리
차등 초원심분리는 샘플 내 다른 성분과 그들 밀도 및 크기 차이를 기반으로 세포외 소포체를 단리하기 위해 상이한 원심력 및 지속기간의 일련의 원심분리 사이클을 포함한다. 원심력은 예를 들어, ∼100,000 내지 120,000 × g 일 수 있다. 프로테아제 억제제는 단백질 분해를 방지하기 위해 사용될 수 있다. 사전 정리 단계를 사용하여 샘플로부터 다른 거대 물질을 제거할 수 있다.
4.
밀도 구배 초원심분리
밀도 구배 초원심분리는 농도구배 매질, 예컨대 수크로스, Nycodenz (아이오헥솔), 및 아이오딕사놀을 사용해 세포외 소포체를 분류한다. 세포외 소포체는 농도구배 매질의 밀도가 세포외 소포체의 것과 동등한 층으로 초원심분리를 통해 단리된다.
5.
중합체-기반 방법
세포외 소포체는 그들의 가용성 또는 분산성을 변경시켜 생물학적 물질의 용액으로부터 단리될 수 있다. 예를 들어, 중합체 예컨대 예를 들어 분자량의 8000 Da인, 폴리에틸렌 글리콜 (PEG)의 첨가를 사용해 세포외 소포체는 용액으로부터 침전시킬 수 있다.
6.
미세유체-기반 방법
미세유체-기반 방법을 사용해 세포외 소포체를 단리할 수 있다. 이들은 예를 들어, 음향, 전기영동 및 전자기 방법을 포함한다. 예를 들어, 음향 나노필터는 그들 크기 및 밀도에 따라서 샘플 중 세포외 소포체를 분리하도록 초음파 정상파를 사용한다.
7.
기타 방법
뉴런 유래된 세포외 소포체를 단리하는 다른 방법은 예를 들어, Kanninnen, KM 등, "Exosomes as new diagnostic tools in CNS diseases", Biochimica et Biophysica Acta, 1862 (2016) 403-410 에 기술되어 있다.
8.
뉴런 유래된 세포외 소포체의 농축
뉴런 유래된 세포외 소포체는 신경세포가 생성하는 세포외 소포체이다. 바람직하게, 연구 대상은 CNS-유래 세포외 소포체, 즉, 말초 신경계와 구별되는, 중추 신경계에서 생산된 세포외 소포체이다. 본 명세서에 기술된 방법은 뉴런 유래된 세포외 소포체에 대한 세포외 소포체, 및 더 나아가 CNS 유래 세포외 소포체를 포함하는 생물학적 샘플을 풍부하게 한다. 뉴런 유래된 세포외 소포체가 농축된 샘플은 농축되지 않은 유사한 유형의 샘플 (예를 들어, 혈액 샘플) 에 비해 비뉴런 유래된 세포외 소포체에 대한 뉴런 유래된 세포외 소포체의 비율이 더 높다. 따라서, 예를 들어, 농축은 농축되지 않은 샘플에 비해 최소 2배, 최소 5배, 최소 10배, 최소 50배 또는 최소 100배일 수 있다. 뉴런 유래된 세포외 소포체가 농축된 샘플에서 뉴런 유래된 세포외 소포체는 전체 세포외 소포체의 적어도 50%, 적어도 75%, 적어도 90% 또는 적어도 98%를 구성할 수도 있다.
면역친화성 방법은 뇌-특이적 바이오마커 (예를 들어, 신경 및 신경교 마커)를 사용해 뉴런 유래된 세포외 소포체를 단리하는데 유용하고 이러한 한 마커는 L1CAM이다. 다른 마커는 KCAM이다. 다른 상대적으로 뇌-특이적인 단백질이 또한 이러한 능력을 제공할 수 있다. 뉴런 유래된 세포외 소포체는 예를 들어, KCAM, L1CAM 및 NCAM 및 DAT (도파민 수송체)를 포함하여, 뇌와 연관된 단백질 마커를 특징으로 한다. (예를 들어, US 2017/0014450, US 2017/0102397, US 9,958,460 를 참조한다). 뉴런 유래된 세포외 소포체는 친화성 포획 방법을 사용해 단리될 수 있다. 이러한 방법은 예를 들어, 특이적 마커 예컨대 L1 CAM에 대한 항체에 부착된 상자성 비드를 포함한다. (예를 들어 Shi 등, "Plasma exosomal α-alpha-synuclein is likely CNS derived and increased in Parkinson's disease", Acta Neuropathol. 2014 November; 128(5): 639-650 를 참조한다),
또 다른 방법에서, 항-CD 171 을 사용하여 뉴런 유래 엑소솜을 강화할 수 있다.
도파민 생성 뉴런의 세포외 소포체는 티로신 히드록실라제의 존재를 특징으로 한다. 샘플은 TH 를 표적으로 하는 면역친화성 방법에 의해 이러한 세포외 소포체에 대하여 농축될 수 있다.
D.
세포외 소포체 내용물
인간 신경퇴행성 질환의 발병기전과 연관된, 키나아제를 포함한, 많은 단백질은 CNS 외부를 비롯하여 뇌의 내부에서 발생되고, 혈액 뇌 장벽을 통과하여 말초 순환계로 들어가는 세포외 소포체의 외부 표면에 부착될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 방법의 일정 실시형태에서, 엑소솜 분획은 엑소솜 표면에 결합된 분자를 제거하도록 처리된다. 이것은 예를 들어, 엄격 세정 절차를 통해서, 예컨대 포스페이트 완충 용액 (PBS)으로 수행될 수 있다. 이러한 처리과정 이후에, 세포외 소포체의 내용물은 어세이를 위해 처리될 수 있다.
이후 스크러빙된 세포외 소포체를 용해시키고, 그들 내부 내용물이 분석을 위해 방출될 수 있다.
IV.
신경퇴행성 병태의 진단, 병기, 진행, 예후, 및 발병 위험성의 결정
(i) 복수의 상이한 신호전달 키나아제; 또는 (ii) (1) 인산화된 신호전달 키나아제 및/또는 촉매 효소로부터 선택된 하나 이상의 효소, (2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질, 및 (3) 하나 이상의 miRNA 로부터 선택된 적어도 2개의 그룹으로부터의 바이오마커로부터 선택된 생물학적 샘플에서 바이오마커의 양을 포함하는 바이오마커 프로파일 및 시간 경과에 따른 프로파일의 변화는 신경퇴행성 유형의 신경발생적 질환의 존재, 중증도 및 방향을 나타낸다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 단백질 바이오마커의 비정상적 비율, 예를 들어, 상승된 양은 신경퇴행 과정을 의미한다. 이러한 과정은 검토되지 않으면, 시뉴클레인병증성 병태의 현저한 증상을 초래할 수 있다. 따라서, 본 명세서는 하나 이상의 바이오마커 단백질의 비정상적인 양을 특징으로 하는 신경퇴행성 병태 (각각 본 명세서에서, "신경병증성 상태", 예를 들어, "시뉴클레인병증성 상태", "아밀로이드병증성 상태", "타우병증성 상태", "헌팅턴 상태"라고 함)의 진단, 병기, 진행, 속도, 예후, 약물 반응도, 및 발병 위험을 확인하는 방법을 제공한다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "진단"은 예를 들어 그 병태의 병기를 포함하여, 특정 병원성 병태를 갖거나 또는 갖지 않는 것으로 개체의 분류를 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "임상적으로 유사하지만 병인학적으로 상이한"은 임상 징후 및/또는 증상을 공유하지만, 상이한 생물학적 원인으로부터 발생되는 병태를 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "병기"는 병태의 중증도의 상대적 정도, 예를 들어, 의심 질환, 초기 병기, 중간 병기 또는 후기 병기를 의미한다. 병기결정은 병인학, 병태생리학, 중증도 등을 기반으로 환자를 그룹화하는데 사용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "진행"은 시간 경과에 따른 병태의 병기 또는 중증도에서 변화, 또는 이의 결여를 의미한다. 이것은 병태의 중증도의 증가, 감소, 또는 정지를 포함할 수 있다. 일정 실시형태에서, 진행 속도, 즉 시간 경과에 따른 변화가 측정된다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "예후"는 병태의 예측 과정, 예를 들어, 진행 가능성을 의미한다. 예를 들어, 예후는 병태의 중증도가 향후 일부 시점에 증가되거나, 감소되거나 또는 동일하게 남아있을 가능성이 있다는 예측을 포함할 수 있다. 본 개시의 문맥에서, 예후는 개체가 (1) 신경퇴행성 병태가 발병되거나, (2) 병태의 한 병기에서 다른, 보다 후기의 병기로 진행하거나, (3) 병태의 중증도의 감소를 나타내거나, (4) 일정 속도로 기능적 저하를 나타내거나, (5) 일정 시간 기간 동안 병태를 가진 채로 생존 (예를 들어, 생존률)하거나, 또는 (6) 병태가 재발할 가능성을 의미할 수 있다. 병태는 시뉴클레인병증성 병태 (예를 들어, PD, 루이 소체 치매, 다계통 위축증 또는 일부 관련 시뉴클레인병증), 아밀로이드병증성 병태 (예를 들어, 알츠하이머병), 타우병증성 병태 (예를 들어, 알츠하이머병), 및 헌팅턴병일 수 있다. 이들 용어는 의료 진단 분야의 임의 숙련가가 이해하게 되는 바와 같이, 절대적인 것이 아니다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "발병 위험성"은 무증상이거나 또는 전임상인 개체가 질환의 확정 진단으로 발전하게 될 확률을 의미한다. 확률의 결정은 정확한 확률 및 상대적 확률, 예컨대 "가능성 있음", "가능성 높음", "가능성 낮음", 또는 %확률, 예를 들어, "90%"를 포함한다. 위험성은 연령, 성별, 유전적 위험성, 및 환경 위험 요인 중 어느 하나를 기반으로 대상체와 일치되는 집단 또는 일반 집단과 비교될 수 있다. 이러한 경우에, 대상체는 집단의 다른 구성원과 비교하여 증가되거나 또는 감소된 위험성으로 결정될 수 있다. 신경퇴행성 병태가 발병될 위험성이 높은 대상체는 예를 들어, 병태의 발병 예방, 병태의 발생 지연 또는 병태와 연관된 증상의 중증도 또는 이환율의 감소를 통해서, 신경퇴행성 병태에 대한 치료에 긍정적으로 반응할 가능성이 있다.
V.
신경퇴행성 병태의 진단, 병기, 진행, 예후, 및 발병 위험성을 추론하기 위한 키나아제의 프로파일 모델링
신경퇴행성 병태의 진단, 병기, 진행 속도, 예후 및 위험성의 결정은 대상체를 상이한 병태 또는 상태 내 상이한 클래스 또는 병태로, 예컨대 질환/건강 (진단), 병기 I/병기 II/병기 III (병기), 관해될 가능성/진행할 가능성 (예후)으로 분류하거나 또는 범위 상 점수를 할당하는 과정이다. 바이오마커 프로파일을 사용한 분류 방법은 상이한 상태를 특징으로 하는 프로파일을 확인하는 단계 및 대상체로부터의 프로파일을 클래스 또는 상태와 상관시키는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 프로파일을 확인하는 단계는 상이한 상태에 속하는 대상체로부터의 바이오마커 프로파일의 분석 단계 및 프로파일 간 패턴 또는 차이를 식별하는 단계를 포함할 수 있다. 분석은 프로파일의 육안 검사 또는 분석에 의해 수행될 수 있다.
A.
분석
본 명세서에 사용된 것과 같이, 용어 "분석" 은 입력을 출력으로 변환 (예를 들어, 입력을 출력으로 매핑) 하는 모든 알고리즘 또는 함수를 지칭한다. 분석은 제한없이, 통계 분석, 기계 학습 분석 및 신경망 분석이 포함한다.
전형적으로, 분석은 통계적으로 의미있는 결과를 제공하도록 충분히 많은 수의 샘플의 분석을 포함한다. 당분야에 공지된 임의의 통계 방법이 이러한 목적에 사용될 수 있다. 이러한 방법, 또는 도구는 제한없이, 상관분석, 피어슨 상관계수, 스피어먼 상관계수, 카이-제곱 검정, 평균의 비교 (예를 들어, 대응 T-검정, 독립 T-검정, ANOVA) 회귀 분석 (예를 들어, 단순 회귀, 다중 회귀, 선형 회귀, 비선형 회귀, 로지스틱 회귀, 다항 회귀, 단계적 회귀, 리지 회귀, 라쏘 회귀, 엘라스틱넷 회귀) 또는 비-모수적 분석 (예를 들어, 윌콕슨 순위-총합 검정, 윌콕슨 부호-순위 검정, 부호 검정)을 포함한다. 이러한 도구는 상업적으로 입 수가능한 통계 패키지 예컨대 MATLAB, JMP 통계 소프트웨어 및 SAS에 포함된다. 이러한 방법은 특정 바이오마커 프로파일을 특정 상태로 분류하는데 사용할 수 있는 모델 또는 분류기를 생성한다.
분석은 운영자 구현되거나 또는 기계 학습에 의해 구현될 수 있다.
B.
기계 학습
일정 실시형태에서 분석은 기계 학습 도구의 사용을 통해 강화된다. 이러한 도구는 관련 변수 또는 변수들은 상이한 가능한 상태에서 측정되고, 상태를 구별하는 패턴을 결정하여 검사 대상체를 분류하는데 사용되는, 학습 알고리즘을 적용한다. 따라서, 본 개시의 임의의 분류 방법은 특정 시뉴클레인병증성 상태 내에서 다양한 병태에 속하는 대상체의 하나 이상의 변수의 측정치를 비교하여 개발될 수 있다. 이는 예를 들어 ,(i) 복수의 상이한 신호전달 키나아제; 또는 (ii) (1) 인산화된 신호전달 키나아제 및/또는 촉매 효소로부터 선택된 하나 이상의 효소, (2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질, 및 (3) 진단, 병기, 진행, 예후, 약물 반응성 또는 위험을 예측할 수 있도록 다양한 진단을 받거나 다양한 시점에 다양한 단계에 있는 대상체의 하나 이상의 miRNA 로부터 선택된 적어도 2개의 그룹으로부터의 바이오마커로부터 선택되는 바이오마커들의 양을 포함하는 바이오마커 프로파일을 결정하는 것을 포함한다. 다른 변수들, 예컨대 가족력, 생활습관, 화학물에 노출, 다양한 표현형적 형질 등을 역시 포함할 수 있다.
1.
훈련 데이터세트
훈련 데이터세트는 전형적으로 다수의 대상체 (보다 일반적으로 대상이라고 함)의 각각에 대한 다수의 특징 각각에 대한 측정치의 벡터를 포함하는 데이터세트이다. 특징 중 하나는 대상체의 분류, 예를 들어, 진단 또는 척도 상에서 정도의 측정치일 수 있다. 이것은 감독된 학습 방법에서 사용할 수 있다. 다른 특징은 예를 들어, (i) 복수의 상이한 신호전달 키나아제; 또는 (ii) (1) 인산화된 신호전달 키나아제 및/또는 촉매 효소로부터 선택되는 하나 이상의 효소, (2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경변성-관련 단백질, 및 (3) 하나 이상의 miRNA 로부터 선택되는 적어도 2개의 그룹들로부터의 바이오마커로부터 선택되는 바이오마커들의 측정된 양들일 수 있다. 따라서, 예를 들어, 개별 대상체에 대한 벡터는 신경퇴행성 병태의 진단 (예를 들어, 파킨슨병을 갖는 것으로 진단되거나 또는 갖는 것으로 진단되지 않음) 및 본 명세서에 기술된 바와 같은 다수의 바이오마커의 각각의 측정을 포함할 수 있다. 일정 실시형태에서, 분류기를 생성시키는데 사용되는 훈련 데이터세트는 적어도 100명, 적어도 200명, 또는 적어도 400명 상이한 대상체로부터의 데이터를 포함한다. 분류된 대상체의 비율은 적어도 2:1, 적어도 1:1, 또는 적어도 1:2일 수 있는 병태를 갖는 경우 대 갖지 않는 경우의 비율을 갖는다. 대안적으로, 병태를 갖는 것으로 사전 분류된 대상체는 대상체의 66% 이하, 50% 이하, 33% 이하 또는 20% 이하를 포함할 수 있다.
2.
학습 알고리즘
기계 학습 알고리즘이라고도 하는, 학습 알고리즘은 분석 모델 구축, 예를 들어, 클러스터링, 분류 또는 프로파일 인식을 자동화하는 컴퓨터-실행 알고리즘이다. 학습 알고리즘은 알고리즘에 제공되는 훈련 데이터세트에 대한 분석을 수행한다.
학습 알고리즘은 분류기, 분류 알고리즘 또는 진단 알고리즘이라고도 하는 모델을 출력한다. 모델은 입력으로서 검사 데이터를 수용하고, 출력으로서, 척도 상에서 하나 또는 다른 클래스, 클러스터 그룹 또는 위치에 속하는 입력 데이터의 추론 또는 분류, 예컨대 진단, 병기, 예후, 질환 진단, 약물에 대한 반응도 등을 생성한다.
다양한 기계 학습 알고리즘은 대상체의 병태 또는 상태를 추론하는데 사용될 수 있다. 기계 학습 알고리즘은 감독될 수 있거나 또는 감독되지 않을 수 있다. 학습 알고리즘은 예를 들어, 인공 신경망 (예를 들어, 역전파 네트워크), 판별 분석 (예를 들어, 베이지안 분류기 또는 피셔 분석), 서포트 벡터 머신, 결정 트리 (예를 들어, 재귀 분할 과정 예컨대 CART - 분류 및 회귀 트리), 랜덤 포레스트, 선형 분류기 (예를 들어, 다중 선형 회귀 (MLR), 부분 최소 제곱 (PLS) 회귀 및 주성분 회귀 (PCR)), 계층적 클러스터링 및 클러스터 분석을 포함한다. 학습 알고리즘은 추론, 예를 들어, 대상체의 질환 상태에 관한 추론을 하는데 사용될 수 있는 모델 또는 분류기를 생성시키게 된다.
3.
검증
모델은 검증 데이터세트를 사용하여 후속적으로 검증될 수 있다. 검증 데이터세트는 전형적으로 훈련 데이터세트와 동일한 특성에 대한 데이터를 포함한다. 모델은 훈련 데이터세트 상에서 실행되고 참 양성, 참 거짓, 거짓 양성 및 거짓 음성의 개수는 모델의 성능의 측정치로서 결정된다.
다음으로 모델은 이의 유용성을 결정하기 위해서 검증 데이터세트 상에서 검사되었다. 전형적으로, 학습 알고리즘은 다수의 모델을 생성시키게 된다. 일정 실시형태에서, 모델은 고려되는 병태를 진단하기 위해 사용되는 표준 임상 측정에 대한 충실도를 기반으로 검증될 수 있다. 이들 중 하나 이상은 이의 성능 특징을 기반으로 선택될 수 있다.
C.
모델 실행 및 추론
선택된 모델은 운영자 실행된 분석 또는 기계 학습에 의한 결과일 수 있다. 임의의 경우에, 모델은 검사 대상체에 관해 추론 (예를 들어, 예측)하기 위해 사용될 수 있다. 모델에 의해 사용되는 특징의 값을 함유하는, 예를 들어, 벡터를 포함하는, 예를 들어, 검사 데이터세트의 형태로, 바이오마커 프로파일은 검사 대상체로부터 채취된 샘플로부터 생성될 수 있다. 검사 데이터세트는 훈련 데이터세트에서 사용되는 모든 동일한 특징, 또는 이들 특징의 서브세트를 포함할 수 있다. 다음으로 모델은 검사 데이터세트에 적용하거나 또는 그에 대해 실행된다. 바이오마커 프로파일을 병태, 질환 상태, 예후, 진행 위험성, 약물 반응 가능성 등과 상관시키는 것은 모델을 실행하는 형태이다. 상관은 사람이나 기계, 예를 들어 프로그래밍 가능한 디지털 컴퓨터에 의해 수행될 수 있다. 선택은 상관 작업의 복잡성에 의존적일 수 있다. 이것은 추론, 예를 들어, 클래스 또는 클러스터 그룹에 속하는 것으로 대상체의 분류 (예컨대 진단), 또는 척도 상의 위치 (예컨대 치료 중재술에 대한 반응 가능성)를 생성시킨다.
일정 실시형태에서 분류기는 다수의 올리고머 단백질 형태 및, 전형적으로, 반드시는 아니지만, 신경퇴행-관련 단백질의 하나 이상의 단량체 형태를 포함하게 된다. 분류기는 예를 들어, AX+BY+CZ = N의 형태의 선형 모델일 수 있거나 또는 그렇지 않을 수 있고, 여기서 A, B 및 C는 형태 X, Y 및 Z의 측정된 양이다. 분류기는 예를 들어, 서포트 벡터 머신 분석을 요구할 수 있다. 예를 들어, 추론 모델은 바이오마커 프로파일은 정상 및 비정상 사이의 척도 상에 위치되는 패턴 인식을 수행할 수 있고, 다양한 프로파일은 정상을 향하거나 또는 비정상을 향하는 경향이 있다. 따라서, 분류기는 프로파일이 정상 또는 비정상인 신뢰 수준을 의미할 수 있다. 비정상 바이오마커 프로파일은 분류 알고리즘에 의해 분석될 때, 대상체를 비정상 범주, 예컨대 질환 존재, 또는 증가된 질환 위험성으로 분류하는 프로파일일 수 있다. 바이오마커의 측정치는 측정치가 정상으로 간주되는 범주 밖에 위치되는 경우, 예를 들어, 통계적으로 유의한 정상 범위로부터의 편차이면, 비정상일 수 있다.
분류기 또는 모델는 하나로부터 또는 측정된 다수의 형태로부터, 모델로서 기능하는 단일 진단 번호를 생성시킬 수 있다. 신경병리학적 상태, 예를 들어, 시뉴클레인병증성 상태 (예를 들어, 진단, 병기, 진행, 예후 및 위험성)의 분류는 진단 번호가 한계치 ("진단 수준") 이상 또는 이하인지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 진단 번호는 2개의 상이한 신호전달 키나아제의 상대량일 수 있다. 그 한계치는 예를 들어, 신경퇴행성, 예를 들어, 시뉴클레인병증, 병태의 임의 징후가 없는 정상 개체 이상의 진단 번호의 일정 편차를 기반으로, 결정할 수 있다. 진단 번호의 평균, 중앙치, 또는 방식같은 중심 경향의 측정치는 정상 및 비정상 개체의 통계적으로 유의한 수에서 결정될 수 있다. 정상량 이상의 컷오프는 신경퇴행성, 예를 들어, 시뉴클레인병증성, 병태의 진단 수준으로서 선택될 수 있다. 그 수는 예를 들어, 중심 경향의 측정치로부터의 일정 편차 정도, 예를 들어, 분산 또는 표준 편차일 수 있다. 일 실시형태에서 편차의 측정치는 정상 평균으로부터의 표준 편차의 수 또는 Z 점수이다.
모델은 바람직한 수준의 민감도, 특이도 또는 양성 예측력을 제공하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 진단 수준은 80%, 90%, 95% 또는 98% 중 적어도 어느 하나의 민감도 및/또는 80%, 90%, 95% 또는 98% 중 적어도 어느 하나의 특이도, 및/또는 80%, 90%, 95% or 98% 중 적어도 어느 하나의 양성 예측값을 제공할 수 있다. 검사의 민감도는 양성으로 검사된 실제 양성의 백분율이다. 검사의 특이도는 음성으로 검사된 실제 음성의 백분율이다. 검사의 양성 예측값은 양성으로 검사된 대상체가 실제 양성일 확률이다.
1.
예시적인 인덱스들
하나의 방법에서, 인덱스 또는 분류기는 몇몇 변수들의 함수이다. 이들 변수에는 (1) 신호전달 키나아제 및/또는 촉매 효소로부터 선택된 하나 이상의 효소, (2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질, 및 (3) 하나 이상의 miRNA들로 구성된 2개 이상의 그룹으로부터의 바이오마커가 포함된다. 특정 인덱스들은 적어도 하나 이상의 신호전달 키나아제 및 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질, 특히 신경퇴행-관련 단백질의 올리고머 형태를 사용한다. 다른 인덱스는 모두 3 개 그룹의 바이오마커를 사용한다. 다른 인덱스는 하나 이상의 신호전달 키나아제와 하나 이상의 촉매 효소를 모두 사용한다. 다른 인덱스는 하나 이상의 신호전달 키나아제, 하나 이상의 촉매 효소 및 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질 형태를 사용한다. 다른 인덱스는 하나 이상의 신호전달 키나아제, 하나 이상의 촉매 효소, 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질 형태 및 하나 이상의 miRNA 를 사용한다.
다른 인덱스는 신경퇴행성 병태의 하향 조절된 바이오마커에 대한 상향 조절된 바이오마커의 상대적인 양 (예를 들어, 비율) 을 사용한다. 예를 들어, 특정 인덱스는 하나 이상의 상향 조절된 신호전달 키나아제 (예를 들어, AKT), 하나 이상의 상향 조절된 촉매 효소 (예를 들어, TH-S40) 및 하나 이상의 상향 조절된 신경퇴행-관련 단백질 형태 (예를 들어, 알파 시뉴클레인 올리고머) 를 포함하는 그룹; 및 하나 이상의 하향 조절된 신호전달 키나아제 (예를 들어, MAPK), 하나 이상의 하향 조절된 촉매 효소 (예를 들어, TH (총 단백질)) 을 포함하는 그룹의 상대적인 양을 사용하거나, 또는 특정 인산화 형태, 예를 들어, (특히) TH S40 에서 측정시 상대적으로 상향 조절되거나, 또는 PD 증상 치료를 위한 도파민성 약물 투여 중에 상대적으로 하향 조절될 수 있다. 다른 인덱스는 복수의 상향 조절된 신호 키나아제 (예를 들면, AKT), 하나 이상의 시뉴클레인 올리고머 및 하나 이상의 miRNA 를 포함하는 그룹, 및 복수의 하향 조절된 신호 키나아제 (예를 들면, MAPK) 및 하나 이상의 하향 조절된 촉매 효소 (예를 들면, TH (예를 들면, 총 단백질)) 를 포함하는 그룹의 상대적인 양을 사용한다.
도 7 을 참조하면, 본 개시내용은 다양한 진단 인덱스를 고려한다. 진단 인덱스들은, 바이오마커 세트들로서, (i) 복수의 상이한 신호전달 키나아제; 또는 (ii) (1) 인산화된 신호전달 키나아제 및/또는 촉매 효소로부터 선택되는 하나 이상의 효소, (2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경변성-관련 단백질, 및 (3) 하나 이상의 miRNA 로부터 선택되는 적어도 2개의 그룹들로부터의 바이오마커들을 사용할 수 있다.
신경퇴행성 질환에 대한 진단 인덱스는 하나 이상의 인산화된 신호전달 키나아제의 함수일 수 있다. (도 7, 인덱스 1.) 예를 들어, 인덱스는 복수의 신호전달 키나아제를 포함할 수 있다. 파킨슨병에 대한 그러한 인덱스 중 하나는 AKT 와 MAPK3 의 상대적인 양의 함수이다. 이 인덱스의 증가는 파킨슨병과 긍정적인 연관이 있다. (도 7, 인덱스 2.)
또 다른 인덱스 (도 7, 인덱스 3) 에서 진단은 하나 이상의 신호 전달 키나아제, 하나 이상의 촉매 효소, 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질 형태 및 하나 이상의 마이크로RNA들의 함수이다.
파킨슨병에 대한 또 다른 인덱스에서, 인덱스는 AKT, 인산화된 티로신 히드록실라제, miRNA, MAPK3 및 전체 또는 비인산화된 티로신 히드록실라제의 함수이며; 그리고 한 버전에서는 (AKT, 인산화된 티로신 히드록실라제, miRNA) 대 (MAPK3 및 전체/비인산화된 티로신 히드록실라제 단백질) 의 상대적인 양의 함수이다. (도 7, 인덱스 4.)
파킨슨병에 대한 또 다른 인덱스에서, 인덱스는 AKT, 인산화된 티로신 히드록실라제, 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질 형태, MAPK3 및 비인산화된 티로신 히드록실라제의 함수이고; 그리고 하나의 버전에서, (AKT, 인산화된 티로신 히드록실라제, 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질 형태) 대 (MAPK3 및 비인산화된 티로신 히드록실라제) 의 상대적인 양의 함수이다. (도 7, 인덱스 5.)
또 다른 인덱스 (도 7, 인덱스 3) 에서, 진단은 AKT, MAPK, 옵션의 제 2 및 제 3 신호전달 키나아제, 하나 이상의 촉매 효소, 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질 형태 및 하나 이상의 마이크로RNA들의 함수이다. 파킨슨병에 대한 특정 버전에서, 인덱스는 AKT, 제 2 신호전달 키나아제, 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질, 하나 이상의 miRNA, MAPK3, 제 4 신호전달 키나아제 및 비인산화된 티로신 히드록실라제의 함수이다. 하나의 버전에서, 인덱스는 (AKT, 제 2 신호전달 키나아제, 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질 및 하나 이상의 miRNA) 대 (MAPK3, 제 4 신호전달 키나아제 및 비인산화된 티로신 히드록실라제) 의 상대적인 양의 함수이다. (도 7, 인덱스 6.) AKT 는 AKT S473 과 같은 인산화된 형태로 측정될 수 있다. MAPK3 는 인산화된 형태 MAPK T202 로 측정될 수 있다.
VI.
신경퇴행성 병태를 치료하기 위한 치료 중재술의 개발
다른 양태에서, 본 명세서는 신경퇴행성 병태, 예를 들어, 시뉴클레인병증성 병태, 아밀로이드병증성 병태, 타우병증성 병태, 및 헌팅턴병에 대한 치료 중재술의 실제 개발을 가능하게 하는 방법을 제공한다. 방법은 특히, 임상 시험을 위한 대상체를 선택하는 단계 및 대상체 세트에서 치료 중재술의 유효성을 결정하는 단계를 포함한다.
신경퇴행-관련 단백질의 바이오마커 프로파일을 모니터링하는 단계를 포함하는 방법은 실험적 치료 중재술이 시뉴클레인병증의 임상적 발병을 예방하거나 또는 후속 진행을 억제하는데 유효한지 여부, 또는 대상체가 이러한 병태를 치료하기 위한 약물 후보의 효능을 검사하기 위한 임상 시험에 참여해야 하는지 여부를 결정하는데 유용하다. 신경퇴행-관련 단백질의 바이오마커 프로파일 또는 바이오마커 프로파일의 변화는 예를 들어, 기본 질환 과정을 포함한, 병태에 대한 치료 과정의 직접 결정을 가능하게 한다.
A.
대상체 등록
임상 시험은 잠재적 치료 중재술, 예컨대 약제의 효능 및 안전성을 검사하기 위한 대상체의 등록을 포함한다. 전형적으로, 대상체는 특정 공통 특성에 기초하여 선택되지만, 상태, 예를 들어, 질환의 진단이 있거나 없는 대상체, 또는 질환의 상이한 스테이지 또는 질환의 상이한 서브타입 또는 상이한 예후에서 중요한 차이를 나타낸다. 임상 시험 대상체는 동일하거나 또는 상이하게 치료하려는 상이한 그룹으로 계층화될 수 있다. 계층화는 질환의 병기를 포함한, 임의 수의 요인들을 기반으로 할 수 있다. 질환 병기결정은 병인학, 병태생리학 및 중증도와 같은 요인을 기반으로 환자의 클러스터를 생성시키기 위해 진단 소견을 사용하는 분류 체계이다. 이것은 진료 품질, 임상 결과의 분석, 자원의 활용성, 및 대체 치료의 효능을 평가하기 위해 임상적으로 균질한 환자를 클러스터링하기 위한 기초로서 제공될 수 있다.
다른 방법에서, 잠재적 임상 시험 대상체는 바이오마커 프로파일 상에서 적어도 부분적으로 계층화된다. 따라서, 예를 들어, 상이한 바이오마커 프로파일 (예를 들어, 시간 경과에 따른 더 높고 더 낮은 상대량 또는 변화 속도) 을 갖는 대상체는 상이한 그룹으로 배정될 수 있다.
임상 시험에서 대상체의 집단은 약물이 결과에서 통계적으로 유의한 차이를 생성시키는지 여부를 확인하기에 충분해야 한다. 이러한 파워 수준에 따라서, 시험에서 개체수는 적어도 20명, 적어도 100명 또는 적어도 500명 대상체일 수 있다. 이들 중에서, 신경퇴행성 병태를 갖는 것과 일관된 바이오마커 프로파일 (예를 들어, 바이오마커의 증가된 수준)을 나타내는 유의한 수의 개체가 존재해야만 한다. 예를 들어, 대상체의 적어도 20%, 적어도 35%, 적어도 50%, 또는 적어도 66%는 초기에 이러한 바이오마커 프로파일 (예를 들어, 다양한 종의 신호전달 키나아제 포함)을 가질 수 있다. 또한, 유의한 수의 대상체는 클래스 상태 간에 분류되어야 한다. 예를 들어, 대상체의 적어도 20%, 적어도 35%, 적어도 50%, 적어도 66% 또는 100%는 초기에 신경퇴행성 병태 (예를 들어, 시뉴클레인병증성 병태 (예를 들어, PD), 아밀로이드병증성 병태, 타우병증성 병태 및 헌팅턴병)의 진단을 받을 수 있다.
B.
약물 개발
임상 시험의 시작 시, 상이한 계층화 그룹에 대한 치료 개입의 효과는 (i) 복수의 다양한 신호전달 키나아제; 또는 (ii) (1) 인산화된 신호전달 키나아제 및/또는 촉매 효소로부터 선택된 하나 이상의 효소, (2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질, 및 (3) 하나 이상의 miRNA 로부터 선택된 바이오마커들을 포함하는 바이오마커 프로파일에 대한 효과의 함수로서 신속하게 결정될 수 있다. 보다 특히, 바이오마커 프로파일의 변화는 치료 중재술의 임상 유효성을 예측한다. 방법은 일반적으로 첫째로 신호전달 키나아제, 및, 임의로, 신경퇴행-관련 단백질을 포함하는 바이오마커 프로파일을 결정하기 위해서 개체를 검사하는 단계를 포함한다. 측정 이후에, 치료 중재술, 예를 들어, 실험 약물은 적어도 대상체의 서브세트에 투여된다. 전형적으로, 적어도 대상체의 서브세트는 위약이 제공되거나 또는 치료를 받지 않는다. 일부 경우에, 대상체는 그들 자신의 대조군으로서, 먼저 위약을 받고, 그 다음에 비교를 위해서, 실험 중재술, 또는 그 반대를 받는다. 일부 예에서, 이것은 이미 인정된 치료 형태의 투여와 함께 수행될 수 있다. 집단은 치료 중재술의 투여의 투약량, 시기 및 속도 관점에서 나눌 수 있다. 윤리적 고려 사항은 윤리적으로 유의한 개선이 검사 대상체에서 확인될 때 연구의 중지를 요구할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는, "실험 약물" 및 "약물 후보"는 치료 효과를 갖거나 또는 치료 효과에 대해 검사되는 작용제를 의미한다. "추정 신경보호제"는 신경보호 작용을 갖거나 또는 신경보호 작용에 대해 검사되는 작용제를 의미한다.
치료 중재술의 투여 후, 바이오마커 프로파일이 다시 결정되고, 변화율 함수로서 추가로 평가될 수 있다.
치료 중재술은 약물 후보의 투여일 수 있다. 표준 통계 방법을 사용하여, 치료 중재술이 (i) 복수의 상이한 신호전달 키나아제; 또는 (ii) (1) 인산화된 신호전달 키나아제 및/또는 촉매 효소로부터 선택된 하나 이상의 효소, (2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질, 및 (3) 하나 이상의 miRNA 로부터 선택된 바이오마커들을 포함하는 바이오마커 프로파일에 대해 유의미한 영향을 미치는지의 여부가 결정될 수 있다. 일반적으로, 초기 바이오마커 프로파일과 비교하여, 통계적으로 유의한 변화, 특히 더 정상 프로파일로의 이동은 치료 중재술이 신경보호적이고 따라서 신경퇴행성 병태 (예를 들어, 시뉴클레인병증성 병태, 아밀로이드병증성 병태, 타우병증성 병태, 헌팅턴병)의 임상 발병을 지연시키거나, 또는 진행을 둔화시키거나 또는 바람직하게 반전시키게 되는 것을 의미한다.
따라서, (1) 적어도 하나의 신호전달 키나아제 및, 임의로, 신경퇴행-관련 단백질의 적어도 하나의 올리고머 형태, 또는 (2) 하나 또는 다수의 상이한 신호전달 키나아제의 각각으로부터 선택되는 바이오마커를 포함하는 바이오마커 프로파일을 측정할 수 있는 대상체는 예를 들어, (1) 신경퇴행성 병태 (예를 들어, 시뉴클레인병증성 병태, 아밀로이드병증성 병태, 타우병증성 병태, 헌팅턴병)에 무증상인 대상체; (2) 최소의 신경퇴행성 질환 증상을 갖고 신경퇴행성 병태를 암시하는 징후가 없는 (예를 들어, 특히 일정 유전적 및/또는 환경적 위험 요인이 확인되었을 때, 신경퇴행성 병태가 "의심"되거나 또는 "전임상"으로 진단될 수 있는) 대상체 ; (3) "가능성 있는" 신경퇴행성 병태의 진단을 받은 대상체 및 신경퇴행성 병태로 진단 ("확정 진단") 받은 대상체를 포함한다. 이들은 예를 들어, (1) 시뉴클레인병증성 병태에 무증상인 대상체, (2) 최소 파킨슨병 증상을 갖고 시뉴클레인병증성 병태를 암시하는 징후가 없는 (예를 들어, 특히 일정 유전적 및/또는 환경적 위험 요인이 확인되었을 때, PD 또는 일부 관련 시뉴클레인병증에 대해 "의심"되거나 또는 "전임상"으로 진단될 수 있는) 대상체; (3) "가능성있는" 시뉴클레인병증 (예를 들어, PD)의 진단을 받은 대상체 및 시뉴클레인병증성 병태로 진단 ("확정 진단")받은 대상체를 포함한다
대상체는 전형적으로 인간이고 또한 인간 이외의 동물, 예를 들어, PD 모델에 사용되는 것들, 예컨대, 설치류 (예를 들어, 마우스 및 래트), 고양이, 개, 다른 가축화된 네발 동물 (예컨대, 말, 양 및 돼지) 및 비인간 영장류 (예를 들어, 원숭이)를 포함한다. 동물 모델은 유전적 모델 및 신경독소의 투여를 기반으로 하는 모델 둘 모두를 포함한다. 이러한 모델에서 사용되는 신경독소는 예를 들어, 6-히드록시도파민 (6-OHDA) 및 1-메틸-1,2,3,6- 테트라히드로피리딘 (MPTP) 투여, 및 파라콰트 및 로테논을 포함한다. 유전적 모델은 SNCA (α-syn, PARK1, 및 4), PRKN (파킨 RBR E3 유비퀴틴 단백질 리가제, PARK2), PINK1 (PTEN-유도 추정 키나아제 1, PARK6), DJ-1 (PARK7), 및 LRRK2 (류신-풍부 반복부 키나아제 2, PARK8)에 유전적 돌연변이를 포함한다.
신경퇴행성 병태, 예컨대 시뉴클레인병증을 위한 신경보호 요법에 대한 임상 시험은 잠재적 요법의 유효성을 신속하게 표시하는 측정치를 요구한다. 달리, 비-정량적 특성의 임상 관측을 기반으로 약물 효능의 결정은 수 개월이 걸린다. 신경퇴행-관련 단백질 올리고머 및, 임의로 단량체를 포함하는 바이오마커 프로파일은 이러한 측정치를 제공하여서, 치명적인 뇌 장애 예컨대 PD를 앓는 대상체에서 약물 효능을 변형시키는 질환의 실질적 평가를 가능하게 한다.
C.
검증
대상체는 그들이 임상 증상의 임상적으로 유의한 향상을 보이는 경우에 요법에 반응한다고 한다. 검사되는 약물의 효능은 전형적으로 임상 측정에 의해서, 예를 들어, 질환 증상, 징후 및 병기를 결정하여 검증된다. 이러한 임상 측정치는 본 명세서에 기술된 것들, 예컨대 수정 Hoehn 및 Yahr 병기결정 척도 및 통합 파킨슨병 등급 척도 (UPDRS)를 포함한다. 본 명세서에 기술된 바와 같은 바이오마커 프로파일은 또한 요법에 대한 반응의 인덱스를 제공하고 다른 형태의 임상 평가에 비해서 훨씬 더 이른 기간에 그렇게 할 수 있다. 이것은 전형적으로 약물이 전통적인 방법을 사용해 검증된 이후에 일어나게 된다. 그러나, 바이오마커 프로파일은 대상체 또는 대상체의 집단에서 약물의 효능을 결정하기 위해서 임상 마커이외에도 또는 그 대신에 사용될 수 있다. 예를 들어, 요법의 개시 이후에 오직 약 18개월에 전형적인 수단으로 검출할 수 있는 반응은 요법의 개시 이후에 최소 12개월, 6개월 또는 3개월에 바이오마커 프로파일에서 검출할 수 있다. 따라서, 일부 실시형태에서, 요법에 대한 반응의 결정은 제1 시점에 대상체의 제1 바이오마커 프로파일을 결정하는 단계, 치료 중재술을 대상체에게 투여하는 단계; 치료 중재술의 투여 이후에 예를 들어, 요법 개시의 약 1개월, 3개월, 6개월, 9개월, 12개월, 15개월, 또는 18개월 중 어느 하나 이내에 제2 바이오마커 프로파일을 결정하는 단계; 및 변화를 확인하기 위해서 제1 및 제2 바이오마커 프로파일을 비교하는 단계를 포함한다. 바이오마커 프로파일의 통계적으로 유의한 편차가 없음은 요법에 대한 무반응을 의미한다. 정상 바이오마커 프로파일을 향한 통계적으로 유의한 변화는 요법에 대한 긍정적 반응을 의미하는 한편 정상 프로파일로부터 멀어지는 통계적으로 유의한 변화는 요법에 대한 부정적 반응, 또는 질환의 진행을 의미한다. 정상 프로파일이 치료 중재술을 개시하기 전에 알려진 경우, 제1 바이오마커 프로파일의 측정은 생략될 수 있고 결정은 제2 바이오마커 프로파일에 의존적일 수 있다.
바이오마커 분석에 기초한, 치료 중재술의 효능의 부족의 초기 증거는 그에 수반되는 위험과 함께 치료 중재술의 투여를 중단하기 위해 사용될 수 있고, 따라서 시험 참가자들의 안전을 개선한다.
VII.
치료 방법
대상체가 본 명세서에 기술된 바와 같은 바이오마커 프로파일을 기반으로 분류되는 신경퇴행성 병태 (예를 들어, 시뉴클레인병증성 병태, 아밀로이드병증성 병태, 타우병증성 병태, 헌팅턴병)의 병기 또는 클래스에 의존하여, 대상체는 치료 중재술을 필요로 할 수 있다. 본 명세서는 병태를 치료하는데 유용한 치료 중재술을 사용하여, 신경퇴행성 병태 (예를 들어, 시뉴클레인병증성 병태, 및 아밀로이드병증성 병태, 타우병증성 병태, 헌팅턴병)를 나타낸다고, 본 명세서에 개시된 방법을 통해서, 결정된 대상체를 치료하는 방법을 제공한다. 변화하는 치료 중재술 및 특히 신호전달 키나아제 및, 임의로, 신경퇴행-관련 단백질의 수준을 복귀시키는 것은 유효한 치료, 예를 들어, 본 명세서의 방법으로 개발되고 임상적으로 검증된 치료 중재술을 반응한다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "치료 중재술", "요법" 및 "치료"는 치료적 또는 유용한 효과를 생성시키는 (예를 들어, "치료적으로 유효한") 중재술을 의미한다. 치료적으로 유효한 중재술은 질환, 예컨대 시뉴클레인병증성 병태를 예방하거나, 병태의 진행을 둔화시키거나, 증상의 발병을 지연시키거나, 병태를 개선 (예를 들어, 관해 야기) 시키거나, 증상을 개선시키거나, 또는 삶의 질을 개선시키거나, 또는 수명을 연장하거나, 또는 치유한다. 치료 중재술은 예를 들어, 치료의 투여, 약제의 투여, 또는 치료 목적이 있는 생물제제 또는 기능식품 물질을 포함할 수 있다. 치료 중재술은 일반적으로 의사나 간호사와 같은 의료 전문가가 시행한다. 치료 중재술에 대한 반응은 완전할 수 있거나 또는 부분적일 수 있다. 일부 양태에서, 질환의 중증도는 예를 들어 투여 전 개체 또는 치료를 받지 않는 대조군 개체와 비교하여 적어도 10% 감소된다. 일부 양태에서 질환의 중증도는 적어도 25%, 50%, 75%, 80%, 또는 90% 만큼 감소되거나, 또는 일부 경우에, 표준 진단 기술을 사용해 더 이상 검출가능하지 않다. 대상체의 일정 하위 그룹이 요법에 반응하지 않을 수 있다는 것을 인식하면, 치료 유효성의 한 측정치는 적어도 100명 대상체에 대해 중재술을 받은 대상체의 적어도 90%에 대한 유효성일 수 있다.
치료 중재술 ("유효 치료" 또는 "유효한 치료") 또는 약제학적 약물의 양 ("유효량")을 수식하는 본 명세서에서 사용되는 용어 "유효한"은 상기 기술된 바와 같이, 장애를 호전시키기 위한 치료 또는 양을 의미한다. 예를 들어, 소정 매개변수 경우에, 치료적 유효량은 적어도 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 40%, 50%, 60%, 75%, 80%, 90%, 또는 적어도 100%의 매개변수의 증가 또는 감소를 보일 것이다. 치료적 효능은 또한 "-배" 증가 또는 감소로서 표시될 수 있다. 예를 들어, 치료적 유효량은 대조군에 비해서 적어도 1.2-배, 1.5-배, 2-배, 5-배, 또는 그 이상의 효과를 가질 수 있다. 현재, 파킨슨병 대상체의 운동 증상의 중증도에 대한 임상적 효능은 UPDRS 및 Hoehn 및 Yahr 척도와 같은 표준화된 척도; 금속 및 인지 증상의 경우 ADAS-cog 또는 MMPI 척도를 사용하여 측정될 수 있다. (이러한 척도의 유용성은 근본적인 질병 상태의 유형이나 특성에 의존하지 않는 것으로 인식된다.)
따라서, 일부 방법에 따라서 대상체는 첫째로 대상체로부터의 생물학적 샘플에서 신경퇴행-관련 단백질의 올리고머 형태 및/또는 단량체 형태를 포함하는 바이오마커 프로파일에 대해 검사된다. 적절한 병태 또는 클래스로 분류는 바이오마커 프로파일을 기반으로 결정된다. 분류를 기반으로 대상체에게 최적으로 유효한 치료 중재술을 투여하는 유형, 양, 경로, 및 시기에 관해 결정할 수 있다.
A.
시뉴클레인병증성 병태
일정 실시형태에서, PD에 대한 증상 변경 치료 중재술 (즉, 증상 또는 완화 치료)은 도파민 효현제 (예를 들어, 프라미펙솔 (예를 들어, Mirapex™), 로피니롤 (예를 들어, Requip), 로티고틴 (예를 들어, Neupro), 아포모르핀 (예를 들어, Apokyn)), 레보도파, 카르비도파-레보도파 (예를 들어, Rytary, Sinemet), MAO-B 억제제 (예를 들어, 셀레길린 (예를 들어, Eldepryl, Zelapar) 또는 라사길린 (예를 들어, Azilect)), 카테콜-O-메틸트랜스퍼라제 (COMT) 억제제 (예를 들어, 엔타카폰 (Comtan) 또는 톨카폰 (Tasmar)), 항콜린제 (예를 들어, 벤즈트로핀 (예를 들어, Cogentin) 또는 트리헥시페니딜), 아만타딘 또는 콜린에스터라제 억제제 (예를 들어, 리바스티그민 (Exelon)) 또는 일부 유사한 작용제 또는 작용제의 그룹으로부터 선택되는 약물의 투여를 포함한다.
다른 실시형태에서, 약물은 NK1-길항제 및 6-프로필아미노-4,5,6,7-테트라히드로-1,3-벤조티아졸-2-아민의 병용물이다. 예를 들어, NK1-길항제는 롤라피탄트 또는 아프레피탄트일 수 있고, 6-프로필아미노-4,5,6,7-테트라히드로-1,3-벤조티아졸-2-아민은 프라미펙솔 디히드로클로라이드 일수화물일 수 있다. 예를 들어, 아프레피탄트의 일일 용량은 10 mg 내지 250 mg일 수 있고, 프라미펙솔 디히드로클로라이드 일수화물의 일일 용량은 1.5 mg 내지 45 mg일 수 있다 (참조: 예를 들어, 미국 특허 출원 공개 번호 2020/0147097). 다른 실시형태에서, 약물은 6-프로필아미노-4,5,6,7-테트라히드로-1,3-벤조티아졸-2-아민의 치료적으로 유효한 일일 용량과 병용하여 5HT3-길항제의 전달을 포함하는 병용 산물, 예를 들어, 온단세트론 히드로클로라이드 이수화물 및 프라미펙솔 디히드로클로라이드 일수화물의 병용물이다. 온단세트론 히드로클로라이드 이수화물의 일일 용량은 4 mg 내지 32 mg일 수 있고 프라미펙솔의 일일 용량은 1.5 mg 내지 42 mg일 수 있다 (참조: 예를 들어, 미국 특허 제10,799,484호). 특정 실시형태에서, PD 에 대한 신경보호 또는 질병 변형 치료 중재술은 그 전문이 본원에 참고조로서 통합되는 다음 가특허 출원 중 어느 하나에 기술된 바와 같이 추정적으로 질병 변형 약물의 투여를 포함한다: 2017년 3월 27일에 출원된 일련 번호 62/477187; 2017년 4월 10일에 출원된 일련 번호 62/483,555; 2017년 4월 13일에 출원된 일련 번호 62/485,082; 2017년 5월 26일에 출원된 일련 번호 62/511,424; 2017년 7월 3일에 출원된 일련 번호 62/528,228; 2017년 4월 24일에 출원된 일련 번호 62/489,016; 2017년 6월 30일에 출원된 일련 번호 62/527,215.
B.
아밀로이드병증성 병태
일정 실시형태에서, 아밀로이드병증성 병태에 대한 증상 변경 치료 중재술 (즉, 증상 또는 완화 치료)은 약물 예컨대 Razadyne® (갈란타민), Exelon® (리바스티그민), 및 Aricept® (도네페닐)의 투여를 포함한다.
C.
타우병증성 병태
일정 실시형태에서, 타우병증성 병태에 대한 증상 변경 치료 중재술 (즉, 증상 또는 완화 치료)은 약물 예컨대 Razadyne® (갈란타민), Exelon® (리바스티그민), 및 Aricept® (도네페닐) 또는 PD의 증상 치료에 사용되는 본 명세서에 인용된 것들의 투여를 포함한다.
D.
헌팅턴병
일정 실시형태에서, 헌팅턴병에 대한 증상 변경 치료 중재술 (즉, 증상 또는 완화 치료)은 약물 예컨대 테트라베나진 (Austedo® (듀테트라베나진), IONIS-HTTRx 를 비롯하여, 다양한 신경이완제 및 벤조디아제핀의 투여를 포함한다.
VIII.
치료 중재술에 대한 반응도 평가 방법
신경퇴행성 장애 (예를 들어, 시뉴클레인병증성 병태, 아밀로이드병증성 병태, 타우병증성 병태, 헌팅턴병)를 앓는 대상체에서, 치료 중재술의 유효성 또는 치료 중재술에 대한 대상체의 반응도는 바이오마커 프로파일에 대한 치료 중재술의 효과를 평가하여 결정할 수 있다. 이것은 임의의 신경퇴행성 상태, 예를 들어, 진단, 병기, 진행, 예후 및 위험성의 유효성을 포함한다. 보다 정상적인 프로파일로 바이오마커 프로파일의 변화는 치료 중재술의 유효성을 의미한다.
(i) 다수의 상이한 신호전달 키나아제; 또는 (ii) (1) 인산화된 신호전달 키나아제 및/또는 촉매 효소로부터 선택된 하나 이상의 효소, (2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질, 및 (3) 하나 이상의 miRNA 로부터 선택된 바이오마커들의 세트를 포함하는 바이오마커 프로파일들의 사용은, 이러한 상황에서 치료 효능을 판단하기 위한 통상의 수단 (예를 들면, 증상 변화, 기능 척도 또는 방사선 스캔) 에 비해 이점을 제공한다. 효능을 판단하는 그러한 통상의 수단은 둔감하고 부정확하며 반정량적일뿐만 아니라, 전형적으로 정확하게 측정하기 위해 충분한 규모가 되기 전에 오랜 기간 (예를 들어, 수년)을 요구한다. 따라서, 검사된 잠재적으로 유용한 치료의 수는 유의하게 감소되고, 임상 시험의 비용 및 따라서 유용한 약물의 최종 비용이 실질적으로 증가된다.
일정 실시형태에서, 단백질 바이오마커 종의 바이오마커 프로파일은 전형적으로 치료 중재술의 투여 이전, 그 동안 및 그 이후에 다수 시간에, 또는 치료 중재술 이후 다수 시점에 측정된다.
IX.
키트
또 다른 양태에서, 본원에 기술된 바와 같은 바이오마커를 검출하기 위한 키트가 본원에 제공된다. 키트는 체액으로부터 세포외 소포체를 단리하기 위한 시약, 모든 세포외 소포체로부터 우선적으로 분리된 뉴런 유래된 세포외 소포체, 예를 들어 도파민 뉴런을 위한 시약, 및 키나아제 및/또는 신경퇴행-관련 단백질의 형태를 검출하기에 충분한 시약을 담는 용기를 포함할 수 있다.
예를 들어, 신경퇴행성 병태에 대한 생물학적 샘플에서 바이오마커를 검출하고 병기를 결정하는 데 사용하기 위한 키트는 이러한 목적에 특정한 시약, 완충제, 효소, 항체 및 기타 조성물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 키트는 신호전달 키나아제, 촉매 효소 또는 신경퇴행-관련 단백질의 형태에 특이적인 항체를 갖는 용기를 포함할 수 있다. 키트는 또한 miRNA 와 같은 핵산 분자를 단리하기 위한 크로마토그래피 매질을 포함할 수 있다. 키트는 또한 전형적으로, 데이터 분석 및 해석을 위한 소프트웨어 뿐만 아니라 사용을 위한 지시사항을 포함한다. 키트는 규범적 표준으로서 제공되는 샘플을 더 포함할 수 있다. 각각의 용액 또는 조성물은 바이알 또는 병에 함유될 수 있고 모든 바이알은 상업적 판매를 위해 상자 내 밀폐부에 수용될 수 있다.
X.
컴퓨터 시스템
본 명세서에 제공된 바와 같은 데이터베이스와 그에 대한 동작은 프로그래밍가능한 디지털 컴퓨터로 실행될 수 있다.
도 8 은 예시적인 컴퓨터 시스템을 도시한다. 컴퓨터 시스템 (9901) 은 단일 코어 또는 멀티 코어 프로세서, 또는 병렬 처리를 위한 복수의 프로세서일 수 있는 중앙 처리 유닛 (CPU, 또한 "프로세서" 및 "컴퓨터 프로세서") (9905) 를 포함한다. 컴퓨터 시스템 (9901) 은 또한 메모리 또는 메모리 위치 (9910) (예를 들어, 랜덤 액세스 메모리, 판독 전용 메모리, 플래시 메모리), 전자 저장 유닛 (9915) (예를 들어, 하드 디스크), 하나 이상의 다른 시스템과 통신하기 위한 통신 인터페이스 (9920) (예를 들어, 네트워크 어댑터), 및 캐시, 다른 메모리, 데이터 저장 및/또는 전자 디스플레이 어댑터와 같은 주변 디바이스 (9925) 를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 메모리 (9910), 저장 유닛 (9915), 인터페이스 (9920) 및 주변 디바이스 (9925) 는 마더보드와 같은 통신 버스 (실선) 를 통해 CPU (9905) 와 통신한다. 저장 유닛 (9915) 은 데이터를 저장하는 데이터 저장 유닛 (또는 데이터 저장소) 일 수 있다. 컴퓨터 시스템 (9901) 은 통신 인터페이스 (9920) 의 도움으로 컴퓨터 네트워크 ("네트워크") (9930) 에 동작가능하게 결합될 수 있다. 네트워크 (9930) 는 인터넷, 인터넷 및/또는 엑스트라넷, 또는 인터넷과 통신하는 인트라넷 및/또는 엑스트라넷일 수 있다. 일부 경우에 네트워크 (9930) 는 원격통신 및/또는 데이터 네트워크이다. 네트워크 (9930) 는 클라우드 컴퓨팅과 같은 분산 컴퓨팅을 가능하게 할 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 서버를 포함할 수 있다. CPU (9905) 는 프로그램 또는 소프트웨어로 구현될 수 있는 기계 판독가능 명령들의 시퀀스를 실행할 수 있다. 명령들은 컴퓨터 판독가능 메모리 (9910) 와 같은 메모리 위치에 저장될 수도 있다. 명령들은 CPU (9905) 로 전달될 수 있으며, 후속적으로 본 개시의 방법을 구현하기 위해 CPU (9905) 를 프로그래밍하거나 구성할 수 있다.
저장 유닛 (9915) 은 드라이버, 라이브러리, 및 저장된 프로그램과 같은 파일들을 저장할 수 있다. 저장 유닛 (9915) 은 사용자 데이터, 예를 들어, 사용자 선호도, 사용자 프로그램을 저장할 수 있다. 컴퓨터 시스템 (9901) 은 일부 경우들에서, 인트라넷 또는 인터넷을 통해 컴퓨터 시스템 (9901) 과 통신하는 원격 서버에 위치되는 것과 같이, 컴퓨터 시스템 (9901) 외부에 있는 하나 이상의 추가적인 데이터 저장 유닛들을 포함할 수 있다.
컴퓨터 시스템 (9901) 은 네트워크 (9930) 를 통해 하나 이상의 원격 컴퓨터 시스템과 통신할 수 있다.
본 명세에 설명된 방법은 컴퓨터 시스템 (9901) 의 전자 저장 위치, 예를 들면, 컴퓨터 판독가능 메모리 (9910) 또는 전자 저장 유닛 (9915) 에 저장된 머신 (예를 들면, 컴퓨터 프로세서) 실행 코드를 통해 구현될 수 있다. 머신 실행가능 또는 머신 판독가능 코드는 소프트웨어 형태로 제공될 수 있다. 사용 동안, 코드는 컴퓨터 로직 (예를 들어, 디지털 회로로 설계됨) 을 사용하여 프로세서 (9905) 에 의해 실행될 수 있다. 코드는 함수 또는 모델을 구현할 수 있다. 일부 경우에, 코드는 저장 유닛 (9915) 으로부터 취출되고 프로세서 (9905) 에 의한 용이한 액세스를 위해 메모리 (9910) 상에 저장될 수 있다. 코드는 수신되고 저장된 전자 형태의 메모리 데이터로부터 액세스할 수 있다. 일부 상황들에서, 전자 저장 유닛 (9915) 은 배제될 수 있고, 머신 실행가능 명령들이 메모리 (9910) 상에 저장된다.
머신 실행가능 코드는 메모리 (예를 들어, 판독 전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 플래시 메모리) 또는 하드 디스크와 같은 전자 저장 유닛에 저장될 수 있다. "저장" 유형 매체는 소프트웨어 프로그래밍을 위해 임의의 시간에 비일시적 저장을 제공할 수도 있는 다양한 반도체 메모리들, 테이프 드라이브들, 디스크 드라이브들 등과 같은 컴퓨터들, 프로세서들 등의 유형 메모리, 또는 이들의 연관된 모듈들 중 임의의 것 또는 전부를 포함할 수 있다. 소프트웨어의 전부 또는 일부는 때때로 인터넷 또는 다양한 다른 통신 네트워크들을 통해 통신될 수 있다.
컴퓨터 시스템 (9901) 은 예를 들어, 본 명세서에 설명된 방법에 대한 입력 파라미터를 제공하기 위한 사용자 인터페이스 (UI) (9940) 를 포함하는 전자 디스플레이 (9935) 를 포함하거나 이와 통신할 수 있다. UI들의 예들은 제한 없이, 그래픽 사용자 인터페이스 (GUI) 및 웹-기반 사용자 인터페이스를 포함한다.
여기에 설명된 프로세스들은 함께 네트워킹될 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 시스템들을 사용하여 수행될 수 있다. 호스트 컴퓨터 상의 데이터가 통신 네트워크를 통해 컴퓨테이션을 수행하고 통신 네트워크를 통해 사용자에게 결과를 통신하거나 출력하는 클라우드 컴퓨터로 통신되는 클라우드 컴퓨팅 시스템에서 계산들이 수행될 수 있다. 예를 들어, 유틸리티 스코어 알고리즘이 본 명세서에 설명된 방법들의 하나 이상의 동작들을 수행하는 클라우드 컴퓨팅 시스템에 출력이 송신될 수 있다. 임의의 단계에서, 클라우드 컴퓨팅 시스템은 계산 결과를 사용자에 의해 동작되는 컴퓨터로 다시 송신할 수 있다.
데이터는 예를 들어 인터넷을 통해 전자적으로 송신될 수 있다. 데이터는 사용자에 의해 액세스가능한 디바이스로 출력될 수 있다. 전자 통신은, 예를 들어, 제한 없이, 디지털 가입자 회선 (DSL), 케이블 모뎀, 파이버, 무선, BPL (Broadband over Powerlines) 을 포함하는 고속 송신 네트워크를 포함하는 임의의 통신 네트워크를 통한 것일 수 있다. 정보는 데스크톱 컴퓨터와 같은 컴퓨터로의 송신, 예를 들어, 무선 또는 유선 송신을 위해 모뎀으로 송신될 수 있다. 대안적으로, 보고들은 모바일 디바이스로 송신될 수 있다. 보고들은 사용자가 보고를 디스플레이하는 웹 사이트에 액세스하는 구독 프로그램을 통해 액세스가능할 수도 있다. 보고들은 사용자에 의해 액세스가능한 사용자 인터페이스 디바이스로 송신될 수 있다. 사용자 인터페이스 디바이스는, 예를 들어, 개인용 컴퓨터, 랩톱, 스마트폰 또는 웨어러블 디바이스, 예를 들어, 손목에 착용된 시계일 수 있다.
실시예
하기 실시예는 제한이 아닌 예시로 제공된다.
I.
실시예 1: 바이오마커 프로파일은 시뉴클레인병증성 병태에서 변화된다
연구의 대상체인 개체의 코호트는 시뉴클레인병증성 병태로 진단받았다. 대상체는 활성 치료 중재술을 받은 다음 상이한, 아마도 불활성으로 알려진 것을 받는다. 대안적으로, 중재술은 역순으로 제공될 수 있다. 또는 시뉴클레인병증성 병태로 진단된 다수의 대상체에서 시뉴클레인병증성 병태에 무증상인 다수의 대상체를 포함하는 코호트가 연구의 대상체이다. 양쪽 경우에, 정맥 혈액 샘플은 기준점 또는 대조군 (예를 들어, 불활성 중재 치료) 병태 하에서 및 다시 잠재적으로 활성 (예를 들어, 실험 중재) 치료의 투여 동안을 포함하여, 다양한 시점에 정맥천자를 통해 각 대상체로부터 채취된다. 뉴런 유래된 세포외 소포체는 본 명세서에 기술된 방법을 사용해 혈액으로부터 단리된다. (1) 인산화된 신호전달 키나아제 및/또는 촉매 효소로부터 선택되는 하나 이상의 효소들, (2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질, 및 (3) 단리된 세포외 소포체 (예를 들어, 엑소솜) 내에 함유된 하나 이상의 miRNA들을 포함하는 바이오마커의 양들이 측정된다. 이들 데이터는 데이터세트로 조합된다. 데이터세트는 대상체를 시뉴클레인병증성 병태를 갖거나 또는 갖지 않는다고 분류해야하는지 여부를 추론하는 모델을 개발하기 위해서, 이 경우에, 학습 알고리즘, 예를 들어, 서포트 벡터 머신을 훈련시키는데 사용되는, 통계 방법을 사용해 분석된다. 결과는 시뉴클레인병증성 병태로 진단된 대상체의 코호트에서 신호전달 키나아제의 일정 종이 다른 신호전달 키나아제에 비해 통계적으로 유의한 정도로 상이한 활성을 갖는다는 것을 보여준다. 또한, 신경퇴행-관련 단백질의 올리고머 형태도 역시 통계적으로 유의한 정도로 변화된다. 이러한 바이오마커 어세이의 결과에서 유의한 변화를 갖는 것으로 확인된 것들은 이후에 임상 상태에서 비례적 변화를 갖는 것으로 확인된다.
II.
실시예 2: 진단 개발
상이한 진단 단계에서 PD 가 없는 및 PD 를 갖는 지원자 대상체를 시험하여 (1) 인산화된 신호전달 키나아제 및/또는 촉매 효소로부터 선택되는 하나 이상의 효소들, (2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질, 및 (3) 하나 이상의 miRNA들을 포함하는 바이오마커를 포함하는 바이오마커 프로파일을 결정한다. 결정된 바이오마커 프로파일을 기반으로, 대상체는 질환의 존재 또는 부재 및 임의로 질환의 병기를 나타내는 것으로 분류된다. 프로파일은 데이터 분석 이후에, 진단을 추론하는 분류 알고리즘을 생성시키는 컴퓨터화된 학습 알고리즘을 사용해 결정된다. 추론 모델은 바람직한 민감도 및 특이도를 갖는 검사를 생성시키도록 선택된다.
III.
실시예 3: 대상체 계층화/임상 시험
PD 가 없는 및 PD 를 갖는 지원자 대상체를 시험하여 (1) 인산화된 신호전달 키나아제 및/또는 촉매 효소로부터 선택되는 하나 이상의 효소들, (2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질, 및 (3) 뉴런 유래된 세포외 소포체에서의 하나 이상의 miRNA들을 포함하는 바이오마커를 포함하는 바이오마커 프로파일을 결정한다. 결정된 바이오마커 프로파일을 기반으로, 상기 실시예에서 결정된 분류기를 사용하여, 대상체는 몇개 검사 그룹으로 클러스터링된다. 일정 검사 그룹은 위약을 받는다. 다른 검사 그룹은 임상 시험에서 상이한 양의 화합물이 투여된다. 투여 동안, 및 임의로 투여 이후에, 검사가 반복된다. 수집된 측정치를 분석한다. 치료 중재술은 바이오마커 프로파일의 정상을 향한 통계적으로 유의한 변화를 생성한다고 결정된다.
IV.
실시예 4: 시뉴클레인병증에 대해 신경보호적인 약물 후보에 대한 임상 시험
제II상 연구의 목표는 PD 및 관련 장애를 갖는 환자에서, 아프레피탄트와, 임의로 로바스타틴 또는 유사하게 유효한 약물과 함께 또는 없이, 제공되는, 프라미펙솔의 안전성, 내약성 및 초기 효능을 평가하는 것이다. PD (PD), 다계통 위축증 (MSA), 루이 소체 치매 (LBD), 또는 관련 시뉴클레인병증 장애를 갖는 30명 이하의 환자에서 순차적 치료, 증량, 교차, 외래 환자 시험이 수행된다. 어떠한 참가자도 의학적으로 허용된다고 간주되는 정도까지 시험 전반에서 안정한 용량으로 유지되는, 레보도파-카르비도파 (Sinemet)를 제외하고, 연구 진입 전 3개월 동안 도파민 효현제 또는 다른 중추 활성 약제로 치료된 것이 허용되지 않는다. (1) 인산화된 신호전달 키나아제 및/또는 촉매 효소로부터 선택되는 하나 이상의 효소들, (2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질들, 및 (3) 하나 이상의 miRNA들을 포함하는 바이오마커를 포함하는 바이오마커 결정 및 통합된 PD 평가 척도 (UPDRS-파트 III) 를 포함하는 기준선 임상 및 실험실 평가 후에, 가입 기준을 충족하는 동의한 개인이 이들의 사전-연구 PD 치료 양생법으로부터 프라미펙솔 ER 및 아프레피탄트를 포함하는 것으로 전환된다. 프라미펙솔 ER 용량은 최적 내약성 (또는 최대 9 mg/일)으로 적정된 다음에 최대 약 12주 내지 16주 동안 안정하게 유지된다. 다음으로 이의 최대 승인 용량으로 제공된 추가 약물 (예를 들어, 스타틴) 과의 공동 치료는 임상적으로 적절하다고 간주되는 추가 3개월 동안 시작될 수 있고, 이 시간에 모든 대상체는 그들 입원전 치료 용법으로 복귀한다. 시험 동안, 기준점 효능 및 안전성 측정은 바이오마커 수준의 결정을 포함하여 정기적인 간격으로 반복하였다. 효능은 바이오마커 프로파일의 정상을 향한 통계적으로 유의한 변화의 함수로서 결정된다.
V.
실시예 5: 진단
대상체는 PD 와 일치하지만, 이러한 질병의 많은 구별되는 임상 특징이 여전히 결여될 때 전임상 수준으로 일정 증상을 갖는 것으로 나타난다. 혈액은 정맥천자를 통해 대상체로부터 채취된다. (1) 인산화된 신호전달 키나아제 및/또는 촉매 효소로부터 선택되는 하나 이상의 효소들, (2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질, 및 (3) 하나 이상의 miRNA들을 포함하는 바이오마커의 혈액 내의 뉴런 유래된 세포외 소포체로부터 측정된다. 바이오마커 프로파일이 결정된다. 진단 알고리즘은 PD의 진단과 일치하도록 프로파일을 분류한다. 대상체는 PD로 진단받고, 증상을 완화시키기 위한 완화제, 또는 신경보호 목적을 위한 질환의 병인학에 대한 치료인, 치료 용법에 배치된다.
VI.
실시예 6: 병기결정
대상체는 PD 진단을 받도록 참석한다. 의료 제공자 (예를 들면, 의사) 는 대상체에 대한 혈액 검사를 주문하여 (1) 인산화된 신호전달 키나아제 및/또는 촉매 효소로부터 선택되는 하나 이상의 효소들, (2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질, 및 (3) 하나 이상의 miRNA들을 포함하는 바이오마커를 포함하는 바이오마커 프로파일을 결정한다. 바이오마커 프로파일을 기반으로, 의료 전문가는 대상체가 PD 의 초기 병기이고 따라서 특정 치료 중재술에 더 반응성이라고 결정한다.
VII.
실시예 7: 예후/진행
대상체는 PD 의 진단을 받도록 참석한다. 의료 전문는 몇달 간격으로 대상체에 대한 제 1 및 제 2 혈액 검사들을 주문하여 (1) 인산화된 신호전달 키나아제 및/또는 촉매 효소로부터 선택되는 하나 이상의 효소들, (2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질, 및 (3) 하나 이상의 miRNA들을 포함하는 바이오마커를 포함하는 바이오마커 프로파일을 결정한다. 바이오마커 프로파일을 기반으로, 의료 전문가는 대상체의 질환이 서서히 진행되고 대상체가 위험한 치료 중재술없이도, 수년의 유효 수명을 가질 것으로 예상된다고 결정한다.
VIII.
실시예 8: 위험 평가
대상체는 시뉴클레인병증성 질환의 증상이 없는 신체 검사를 위해 참석한다. 이러한 경우에, 이 개체는 유전적 또는 환경적 위험 요인을 알고 있다. 의료 전문가는 대상체에 대한 혈액 검사를 주문하여 (1) 인산화된 신호전달 키나아제 및/또는 촉매 효소로부터 선택되는 하나 이상의 효소들, (2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질, 및 (3) 하나 이상의 miRNA들을 포함하는 바이오마커를 포함하는 바이오마커 프로파일을 결정한다. 건강한 대조군 개체와 비교하여 바이오마커의 일부 또는 모든 측정가능한 종의 상대적으로 비정상적인 바이오마커 프로파일을 기반으로, 의료 전문가는 대상체가 낮은 PD 발병 확률을 갖는다고 결정된다.
IX.
실시예 9: 치료에 대한 반응
대상체는 PD 의 진단을 받도록 참석한다. 의료 전문가는 대상체에 초기 혈액 검사를 주문하여 (1) 인산화된 신호전달 키나아제 및/또는 촉매 효소로부터 선택되는 하나 이상의 효소들, (2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질, 및 (3) 하나 이상의 miRNA들을 포함하는 바이오마커를 포함하는 바이오마커 프로파일을 결정한다. 일련의 치료 이후에, 임상 증상이 변화되기 전에, 의료 전문가는 2차 혈액 검사를 주문한다. 정상을 향한 변화를 기반으로, 의료 전문가는 치료가 유효하거나 또는 용량이 변화 또는 반복을 필요로 하는지 여부를 결정한다.
예시적 실시형태
1. 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법으로서,
a) 뉴런 유래된 세포외 소포체들, 예를 들어, 마이크로소포체들 또는 엑소솜들에 대한 생물학적 샘플들의 수집물에서 각각의 생물학적 샘플을 농축하는 단계로서, 상기 생물학적 샘플들의 수집물은 대상체들의 코호트 내의 대상체들로부터의 것이고, 상기 코호트는,
(i) 하나 또는 복수의 상이한 질환 병기들의 각각에서 신경퇴행성 병태로 진단된 복수의 대상체들로서, 진단된 상기 대상체들 각각은 추정 신경보호제를 받는, 상기 복수의 대상체들, 및/또는
(ii) 상기 신경퇴행성 병태로 진단되지 않은 복수의 대조군 대상체들
을 포함하는 대상체들을 포함하고, 상기 생물학적 샘플들은 상기 추정 신경보호제로의 치료 과정 이전에 그리고 치료 과정 동안 1 회 이상 다시, 및 옵션적으로, 치료 과정 후에 수집되는, 상기 각각의 생물학적 샘플을 농축하는 단계;
b) 복수의 바이오마커 샘플들을 생성하기 위해 각각의 샘플로부터, 전체 세포외 소포체들, 상기 세포외 소포체들의 내부 구획 또는 세포외 소포막으로부터의 단백질 내용물들을 단리하는 단계;
c) 데이터세트를 생성하기 위해, 각각의 바이오마커 샘플에서, 바이오마커들의 세트를 측정하는 단계로서, 상기 바이오마커들의 세트는,
(i) 복수의 상이한 신호전달 키나아제들; 또는
(ii) 다음으로부터 선택된 적어도 2 개의 그룹들로부터의 바이오마커들:
(1) 인산화된 신호전달 키나아제들 및/또는 촉매 효소들로부터 선택된 하나 이상의 효소들,
(2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질들, 및
(3) 하나 이상의 miRNA들
을 포함하는, 상기 바이오마커들의 세트를 측정하는 단계; 및
d) 상기 바이오마커 세트들에서의 차이들을 비교하기 위해 상기 데이터세트에 대한 분석을 수행하여,
(i) 시간에 걸쳐 개별 대상체들에서 질환 진행 속도 또는 상기 추정 신경보호제에 대한 반응의 정도를 예측하는 진단 알고리즘을 결정하거나; 또는
(ii) 상이한 대상체들 사이에서 (1) 병원성 진단을 행하거나, (2) 임상적으로 유사하지만 병리학적으로 상이한 신경퇴행성 장애 하위 그룹들을 분리하거나, 또는 (3) 대상체가 상기 추정 신경보호제에 반응할 가능성이 있는지의 여부 또는 정도를 예측하는 진단 알고리즘을 결정하는
단계를 포함하는, 방법.
2. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 농축하는 단계 이전에,
I) 대상체들의 코호트를 제공하는 단계로서, 상기 코호트는 (i) 복수의 상이한 질환 병기들의 각각에서 신경퇴행성 병태로 진단된 복수의 대상체들, 및/또는 (ii) 복수의 대조군 대상체들을 포함하는 대상체들을 포함하는, 상기 코호트를 제공하는 단계;
II) 진단된 상기 대상체들 각각에 추정 신경보호제를 투여하는 단계;
III) 상기 추정 신경보호제의 투여 이전에 그리고 투여 동안 1 회 이상 다시, 그리고 옵션적으로 투여 후에, 상기 코호트 내의 상기 대상체들 각각으로부터 생물학적 샘플을 수집하는 단계를 더 포함하는, 방법.
3. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서,
e) 표준 임상 측정들에 대해 상기 진단 알고리즘들 중 하나 이상을 검증하는 단계를 더 포함하는, 방법.
4. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 상기 바이오마커들은 (1) 하나 이상의 인산화된 신호전달 키나아제들 및/또는 촉매 효소들, (2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질들, 및 (3) 하나 이상의 miRNA들을 포함하는, 방법.
5. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 상기 효소는 하나 이상의 신호전달 키나아제들을 포함하는, 방법.
6. 실시형태 5 에 있어서, 상기 신호전달 키나아제들 중 적어도 하나는 PI3K-Akt-mTOR 신호전달 경로의 키나아제인, 방법.
7. 실시형태 5 에 있어서, 상기 신호전달 키나아제들 중 적어도 하나는 미토겐-활성화된 단백질 키나아제 (MAPK 또는 MEK), 세포외 신호-조절 키나아제들 (ERK), 글리코겐 신타제 키나아제 3 베타 (GSK3B), AKT 키나아제 및 베클린으로부터 선택되는, 방법.
8. 실시형태 5 에 있어서, 적어도 하나의 상기 신호전달 키나아제는 복수의 신호전달 키나아제들인, 방법.
9. 실시양태 8 에 있어서, 복수의 상기 신호전달 키나아제들은 AKT, MAPK3, MEK, mTOR, GSK3B, JNK, MEK 1/2, 및 PI3K 로부터 선택되는, 방법.
10. 실시형태 8 에 있어서, 상기 복수의 신호전달 키나아제들은 인산화된 AKT (예를 들어, AKT S473 또는 AKT T308) 및 인산화된 MAPK3 (예를 들어, MAPK T202) 을 포함하는, 방법.
11. 실시형태 5 에 있어서, 상기 신호전달 키나아제들 중 적어도 하나는 AKT S473; AKT T308; ERK P44; GSK3B S6; GSK3B S9; GSK3 T216; GSK3A S21; MAPK T202; mTOR S2448; mTOR c1/2 T246; mTOR c1/2 S638; JNK 1/2/3; JNK pY183; JNK pY185; MEK ½ S217; MEK S221; PI3K p85; PI3K T458; PKB S473; PI3K p55-T199; 및 PKB T308 로부터 선택되는, 방법.
12. 실시형태 8 에 있어서, 상기 진단 알고리즘은 AKT:MAPK 의 상대적인 양들을 결정하는, 방법.
13. 실시형태 1 에 있어서, 상기 적어도 하나의 촉매 효소는 TH (티로신 히드록실라제) 전체, 및 인산화된 형태, TH S40, TH S19 및 TH S32 로부터 선택되는, 방법.
14. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 상기 진단 알고리즘은 하나 이상의 신호전달 키나아제들, 하나 이상의 촉매 효소들, 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질 형태들 및 하나 이상의 마이크로RNA들의 측정치들의 함수인, 방법.
15. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 상기 진단 알고리즘은 AKT, 인산화된 티로신 히드록실라제, miRNA, MAPK3, 및 비인산화된 티로신 히드록실라제의 측정치들의 함수인, 방법.
16. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 상기 진단 알고리즘은 (AKT, 인산화된 티로신 히드록실라제, miRNA) 대 (MAPK3 및 비인산화된 티로신 히드록실라제) 의 측정치들의 함수인, 방법.
17. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 상기 진단 알고리즘은 적어도 신경퇴행-관련 단백질 형태의 함수인, 방법.
18. 실시형태 17 에 있어서, 정량적 측정치들이 결정되는 상기 신경퇴행-관련 단백질 형태들은:
(I) 적어도 하나의 올리고머 형태;
(II) 복수의 올리고머 형태들;
(III) 적어도 하나의 올리고머 형태 및 적어도 하나의 단량체 형태;
(IV) 복수의 올리고머 형태들 및 적어도 하나의 단량체 형태;
(V) 적어도 하나의 올리고머 형태 및 복수의 단량체 형태들; 및
(VI) 복수의 올리고머 형태들 및 복수의 단량체 형태들로부터 선택되는, 방법.
19. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 상기 진단 알고리즘은 (AKT 의 인산화된 형태, 제 2 신호전달 키나아제의 인산화된 형태, 알파-시뉴클레인의 올리고머 형태, miRNA) 대 (MAPK3 의 인산화된 형태, 제 4 신호전달 키나아제의 인산화된 형태, 티로신 히드록실라제의 비인산화된 형태) 의 상대적 측정치들의 함수인, 방법.
20. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 상기 진단 알고리즘은 AKT, 인산화된 티로신 히드록실라제, 신경퇴행-관련 단백질 형태, MAPK3, 및 비인산화된 티로신 히드록실라제의 측정치들의 함수인, 방법.
21. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 상기 진단 알고리즘은 (AKT, 인산화된 티로신 히드록실라제, 신경퇴행-관련 단백질 형태) 대 (MAPK3 및 비인산화된 티로신 히드록실라제) 의 상대적 측정치들의 함수인, 방법.
22. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 상기 진단 알고리즘은 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질 형태들 및 하나 이상의 miRNA들의 함수인, 방법.
23. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 상기 바이오마커들은 (i) 신호전달 키나아제 및 촉매 효소로부터 선택된 효소, 및 (ii) 단량체 및 올리고머로부터 선택된 신경퇴행-관련 단백질을 포함하는, 방법.
24. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 상기 바이오마커들은 (i) 신호전달 키나아제 및 촉매 효소로부터 선택된 효소, 및 (iii) miRNA 를 포함하는, 방법.
25. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 신경퇴행-관련 단백질은 알파 시뉴클레인, 아밀로이드 베타, 타우, 또는 헌팅틴으로부터 선택되는, 방법.
26. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 상기 신경퇴행-관련 단백질의 상기 올리고머 형태는 올리고머 형태의 수집물, 예를 들어, 알파 시뉴클레인의 올리고머들, 예를 들어, 알파 시뉴클레인 2-50, 예를 들어, 알파 시뉴클레인 4-30, 예를 들어, 알파 시뉴클레인 4-20 인, 방법.
27. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 상기 바이오마커들은 7-5p; 15b-5p; 19b; 22-3p; 24; 27a-3p 24; 29a; 30c-2-3p; 494-3p; 92b-3p; 106b-3p; 122-5p; 124-3p; 122-5p; 132-3p; 138-5p; 142-3p; 146a-5p; 204-5p; 220-3p; 331-5p; 338-3p; 431-5p; 584-5p; 942-5p; 및 1468-5p 로부터 선택된 하나 이상의 miRNA들을 포함하는, 방법.
28. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 상기 신경퇴행성 병태는 시뉴클레인병증 장애, 예를 들어 파킨슨병 또는 루이 소체 치매를 포함하는, 방법.
29. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 상기 신경퇴행성 병태는 아밀로이드병증, 예를 들어 알츠하이머병, 타우병증, 예를 들어 알츠하이머병 또는 헌팅턴병을 포함하는, 방법.
30. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 상기 단백질 내용물들은 마이크로솜들의 내부 구획으로부터 단리되는, 방법.
31. 실시형태 3 에 있어서, 상기 표준 임상 측정들은 UPDRS 점수, CGI 점수 및 방사선학적 소견으로부터 선택되는, 방법.
32. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 상기 분석은: 상관관계, 피어슨 상관, 스피어먼 상관, 카이-제곱, 평균의 비교 (예를 들어, 대응 T-검정, 독립 T-검정, ANOVA) 회귀 분석 (예를 들어, 단순 회귀, 다중 회귀, 선형 회귀, 비선형 회귀, 로지스틱 회귀, 다항 회귀, 단계적 회귀, 리지 회귀, 라쏘 회귀, 엘라스틱넷 회귀) 또는 비-파라미터 분석 (예를 들어, 윌콕슨 순위-총합 검정, 윌콕슨 부호-순위 검정, 부호 검정) 을 포함하는, 방법.
33. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 상기 분석은 컴퓨터에 의해 실행되는, 방법.
34. 실시형태 33 에 있어서, 상기 분석은 머신 학습을 포함하는, 방법.
35. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 상기 생물학적 샘플은 정맥혈 샘플을 포함하는, 방법.
36. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 상기 상이한 질환 병기들은 의심, 초기, 중기 및 임상적으로 진행 중 하나 이상을 포함하는, 방법.
37. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 투여 동안 또는 투여 이후 시간은 치료 후 1, 2, 3 개월 또는 그 초과의 개월로부터 선택되는, 방법.
38. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 상기 샘플은 도파민-생산 뉴런으로부터의 세포외 소포체에 대해 추가로 농축되는, 방법.
39. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 상기 농축하는 단계는 하나 이상의 뇌 특이적 단백질 마커들을 사용하는 단계를 포함하는, 방법.
40. 실시형태 39 에 있어서, 상기 뇌 특이적 마커들은 K1cam 을 포함하는, 방법.
41. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 상기 단리하는 단계는 표면 막 결합 단백질들을 제거하기 위해 각각의 농축된 샘플에서 상기 세포외 소포체들을 세정하는 단계를 포함하는, 방법.
42. 실시형태 41 에 있어서, 상기 세포외 소포체들은 PBS 로 세정되는, 방법.
43. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 상기 신경퇴행-관련 단백질의 형태들은 젤 전기영동, 웨스턴 블롯 또는 형광 기술에 의해 측정되는, 방법.
44. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 상기 대상체들은 인간인, 방법.
45. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 상기 대상체들은 (예를 들어, 파킨슨병을 유발하는 것으로 의심되는 파라콰트에 노출된) 상기 신경퇴행성 병태의 병인 (예를 들면, 원인) 에 관여하는 것으로 의심되는 환경 상태에 노출된, 방법.
46. 선행하는 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 상기 생물학적 샘플의 수집물은 25, 50, 100, 200, 500 또는 1000 개의 샘플들 중 적어도 임의의 것을 포함하는, 방법.
47. 개인의 신경퇴행성 병태의 상태를 추론하는 진단 인덱스를 개발하는 방법으로서,
a) 복수의 대상체들의 각각에 대해, (1) 신경퇴행성 병태의 상태, 및 (2) 바이오마커들의 세트의 측정치들을 나타내는 값들을 포함하는 데이터세트를 제공하는 단계로서, 상기 바이오마커들의 세트는,
(i) 복수의 상이한 신호전달 키나아제들; 또는
(ii) 다음으로부터 선택된 적어도 2 개의 그룹들로부터의 바이오마커들:
(1) 인산화된 신호전달 키나아제들 및/또는 촉매 효소들로부터 선택된 하나 이상의 효소들,
(2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질들, 및
(3) 하나 이상의 miRNA들
을 포함하는, 상기 데이터세트를 제공하는 단계; 및
b) 개인의 상기 신경퇴행성 병태의 상기 상태를 추론하는 모델을 개발하기 위해 상기 데이터세트에 대한 분석을 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
48. 실시형태 47 에 있어서, 상기 분석은 컴퓨터에 의해 수행되는, 방법.
49. 실시형태 47 에 있어서, 상기 분석은 컴퓨터에 의해 수행되지 않는, 방법.
50. 실시형태 47 에 있어서, 상기 분석은: 상관관계, 피어슨 상관, 스피어먼 상관, 카이-제곱, 평균의 비교 (예를 들어, 대응 T-검정, 독립 T-검정, ANOVA) 회귀 분석 (예를 들어, 단순 회귀, 다중 회귀, 선형 회귀, 비선형 회귀, 로지스틱 회귀, 다항 회귀, 단계적 회귀, 리지 회귀, 라쏘 회귀, 엘라스틱넷 회귀) 또는 비-파라미터 분석 (예를 들어, 윌콕슨 순위-총합 검정, 윌콕슨 부호-순위 검정, 부호 검정) 을 포함하는, 방법.
51. 실시형태 47 에 있어서, 상기 분석은 상기 데이터세트를 컴퓨터 메모리 내로 수신하는 것, 및 컴퓨터 프로세서로 상기 데이터세트에 대한 기계 학습 알고리즘을 트레이닝하는 것을 포함하는, 방법.
52. 실시형태 51 에 있어서, 상기 기계 학습 알고리즘은 인공 신경망 (예를 들어, 역전파 네트워크), 결정 트리 (예를 들어, 재귀 분할 과정, CART), 랜덤 포레스트, 판별 분석 (예를 들어, 베이지안 (Bayesian) 분류기 또는 피셔 (Fischer) 분석), 선형 분류기 (예를 들어, 다중 선형 회귀 (MLR), 부분 최소 제곱 (PLS) 회귀, 주성분 회귀 (PCR)), 혼합 또는 램덤-효과 모델, 비-파라미터 분류기 (예를 들어, k-최근접 이웃), 서포트 벡터 머신, 및 앙상블 방법 (예를 들어, 배깅, 부스팅) 으로부터 선택되는, 방법.
53. 실시형태 47 에 있어서, 상기 상태는 상기 신경퇴행성 병태의 진단, 병기, 예후 또는 진행으로부터 선택되는, 방법.
54. 실시형태 47 에 있어서, 상기 상태는 범주형 변수 (예를 들어, 이진 상태 또는 복수의 범주형 상태들 중 하나) 로서 측정되는, 방법.
55. 실시형태 54 에 있어서, 상기 범주들은 신경퇴행성 병태를 갖는 것과 일치되는 진단 (예를 들어, 양성 또는 갖는다고 진단) 및 신경퇴행성 병태를 갖는 것과 불일치되는 진단 (예를 들어, 음성 또는 갖지 않는다고 진단) 을 포함하는, 방법.
56. 실시형태 54 에 있어서, 상기 범주들은 상기 신경퇴행성 병태의 상이한 병기들을 포함하는, 방법.
57. 실시형태 47 에 있어서, 상기 상태는 (예를 들어, 척도 상에서) 연속 변수로서 측정된다.
58. 실시형태 57 에 있어서, 상기 연속 변수는 상기 신경퇴행성 병태의 범위 또는 정도인, 방법.
59. 실시형태 47 에 있어서, 상기 대상체들은 동물, 예를 들어, 어류, 조류, 양서류, 파충류, 또는 포유동물, 예를 들어, 설치류, 영장류 또는 인간인, 방법.
60. 실시형태 47 에 있어서, 상기 복수의 대상체들은 10, 25, 50, 100, 200, 400 또는 800 중 적어도 임의의 것인, 방법.
61. 실시형태 47 에 있어서, 각 대상체에 대해서, 정량적 측정치들이 결정된 샘플은 제1 시점에 채취되고 신경퇴행성 병태의 상태는 제2 의, 이후 시점에 결정되는, 방법.
62. 실시형태 47 에 있어서, 상기 생물학적 샘플은 혈액 또는 혈액 분획 (예를 들어, 혈장 또는 혈청) 을 포함하는, 방법.
63. 실시형태 47 에 있어서, 상기 신경퇴행성 병태는 시뉴클레인병증, 예를 들어, 파킨슨병 또는 루이 소체 치매인, 방법.
64. 실시형태 47 에 있어서, 상기 신경퇴행성 병태는 아밀로이드병증, 예를 들어 알츠하이머병, 타우병증, 예를 들어 알츠하이머병 또는 헌팅턴병인, 방법.
65. 실시형태들 47 내지 64 중 어느 하나에 있어서, 상기 복수의 대상체들은 25, 50, 100, 200, 500, 또는 1000 개 대상체들 중 적어도 어느 하나인, 방법.
66. 신경퇴행-관련 단백질을 특징으로 하는 신경퇴행성 병태의 발병 위험, 진단, 병기, 예후 또는 진행을 추론하는 방법으로서,
a) 데이터세트를 생성하기 위해, 뉴런 유래된 세포외 소포체들, 예를 들어, 마이크로소포체들 또는 엑소솜들에 대해 농축되는 대상체로부터의 생물학적 샘플로부터, 바이오마커들의 세트를 측정하는 단계로서, 상기 바이오마커들의 세트는,
(i) 복수의 상이한 신호전달 키나아제들; 또는
(ii) 다음으로부터 선택된 적어도 2 개의 그룹들로부터의 바이오마커들:
(1) 인산화된 신호전달 키나아제들 및/또는 촉매 효소들로부터 선택된 하나 이상의 효소들,
(2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질들, 및
(3) 하나 이상의 miRNA들
을 포함하는, 상기 바이오마커들의 세트를 측정하는 단계; 및
b) 상기 데이터세트에 모델, 예를 들어, 실시형태 47 의 모델을 실행하여 상기 신경퇴행성 병태의 발병 위험, 진단, 병기, 예후 또는 진행을 추론하는 단계를 포함하는, 신경퇴행성 병태의 발병 위험, 진단, 병기, 예후 또는 진행을 추론하는 방법.
67. 실시형태 66 에 있어서, 상기 신호전달 키나아제들 중 적어도 하나는 PI3K-Akt-mTOR 신호전달 경로의 키나아제인, 방법.
68. 실시형태 66 에 있어서, 상기 신호전달 키나아제들 중 적어도 하나는 미토겐-활성화된 단백질 키나아제 (MAPK 또는 MEK), 세포외 신호-조절 키나아제들 (ERK), 글리코겐 신타제 키나아제 3 베타 (GSK3B), AKT 키나아제 및 베클린으로부터 선택되는, 방법.
69. 실시형태 66 에 있어서, 상기 신경퇴행-관련 단백질은 알파 시뉴클레인, 아밀로이드 베타, 타우, 또는 헌팅틴으로부터 선택되는, 방법.
70. 실시형태 66 에 있어서, 상기 신경퇴행-관련 단백질의 상기 올리고머 형태는 올리고머 형태의 수집물, 예를 들어, 알파 시뉴클레인의 올리고머, 예를 들어, 알파 시뉴클레인 2-50, 예를 들어, 알파 시뉴클레인 4-30, 예를 들어, 알파 시뉴클레인 4-20 인, 방법.
71. 실시형태 66 에 있어서, 상기 올리고머 형태들 중 적어도 하나는 신경퇴행-관련 단백질의 종들의 수집물을 포함하는, 방법.
72. 실시형태 66 에 있어서, 상기 모델은 신경퇴행-관련 단백질의 단량체 형태에 대한 올리고머 형태의 상대량들을 통계적으로 유의한 수의 대조군 개체들에서의 상대량들과 비교하는 단계를 포함하는, 방법.
73. 실시형태 66 에 있어서, 상기 모델은 상기 모델이 추론한 복수의 올리고머 형태의 상대량들의 패턴을 검출하는 것을 포함하는, 방법.
74. 실시형태 66 에 있어서, 상기 대상체는 신경퇴행성 병태에 대해 무증상 또는 전임상인, 방법.
75. 실시형태 66 에 있어서, 상기 대상체는 일상적인 사무실 방문 동안 또는 의료 전문가의 통상적인 의료 행위의 일부로서 의료 제공자, 예컨대 의료 전문가에게 제시하는, 방법.
76. 실시형태 66 에 있어서, 상기 모델은 컴퓨터에 의해 실행되는, 방법.
77. 실시형태 66 에 있어서, 상기 모델은 컴퓨터에 의해 실행되지 않는, 방법.
78. 신경퇴행성 병태의 치료에 있어서 치료 중재술의 유효성을 결정하는 방법으로서,
(a) 복수의 대상체들을 포함하는 집단의 각각의 대상체에서, 신경퇴행성 병태의 초기 상태를,
(1) 데이터세트를 생성하기 위해, 뉴런 유래된 세포외 소포체들, 예를 들어, 마이크로소포체들 또는 엑소솜들에 대해 농축되는 대상체로부터의 생물학적 샘플로부터, 바이오마커들의 세트를 측정하는 것으로서, 상기 바이오마커들의 세트는,
(i) 복수의 상이한 신호전달 키나아제들; 또는
(ii) 다음으로부터 선택된 적어도 2 개의 그룹들로부터의 바이오마커들:
(A) 인산화된 신호전달 키나아제들 및/또는 촉매 효소들로부터 선택된 하나 이상의 효소들,
(B) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질들, 및
(C) 하나 이상의 miRNA들
을 포함하는, 상기 바이오마커들의 세트를 측정하는 것; 및
(2) 모델, 예를 들어 실시형태 47 의 모델을 사용하여 상기 초기 상태를 추론하는 것
에 의해 추론하는 단계;
(b) 추론하는 단계 후에, 상기 대상체들에 상기 치료 중재술을 투여하는 단계;
(c) 투여하는 단계 후에, 상기 집단 내의 각각의 대상체 개체에서, 상기 신경퇴행성 병태의 후속 상태를,
(1) 데이터세트를 생성하기 위해, 뉴런 유래된 세포외 소포체들, 예를 들어, 마이크로소포체들 또는 엑소솜들에 대해 농축되는 대상체로부터의 생물학적 샘플로부터, 바이오마커들의 세트를 측정하는 것으로서, 상기 바이오마커들의 세트는,
(i) 복수의 상이한 신호전달 키나아제들; 또는
(ii) 다음으로부터 선택된 적어도 2 개의 그룹들로부터의 바이오마커들:
(1) 인산화된 신호전달 키나아제들 및/또는 촉매 효소들로부터 선택된 하나 이상의 효소들,
(2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질들, 및
(3) 하나 이상의 miRNA들
을 포함하는, 상기 바이오마커들의 세트를 측정하는 것; 및
(2) 상기 모델을 이용하여 상기 후속 상태를 추론하는 것
에 의해 추론하는 단계; 및
(d) 상기 집단에서의 초기 및 후속 추론들에 기초하여, 상기 후속 추론들이 상기 초기 추론들에 비해 정상 상태로의 통계적으로 유의한 변화를 나타내는 경우 상기 치료 중재술이 효과적이라고 결정하거나, 상기 후속 추론들이 상기 초기 추론들에 비해 정상 상태로의 통계적으로 유의한 변화를 나타내지 않는 경우 상기 치료 중재술이 효과적이지 않다고 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
79. 실시형태 78 에 있어서, 상기 치료 중재술은 약물 또는 약물들의 병용물의 투여를 포함하는, 방법.
80. 실시형태 78 에 있어서, 상기 집단은 적어도 20, 적어도 50, 적어도 100, 적어도 200, 적어도 500 또는 적어도 1000 의 대상체들을 포함하고, 상기 대상체들의 적어도 20%, 적어도 35%, 적어도 50%, 또는 적어도 75% 는 초기에 상기 단백질의 단량체 형태들의 양들에 대해 상기 단백질의 상기 올리고머 형태들의 양들이 상승되는, 방법.
81. 실시형태 78 에서, 상기 대상체들의 적어도 20%, 적어도 25%, 적어도 30%, 또는 적어도 35%, 적어도 50%, 적어도 66%, 적어도 80%, 또는 100% 는 초기에 신경퇴행성 병태의 진단을 받는, 방법.
82. 실시형태 78 에 있어서, 상기 추론은 컴퓨터에 의해 실행되는, 방법.
83. 실시형태 78 에 있어서, 상기 추론은 컴퓨터에 의해 실행되지 않는, 방법.
84. 신경퇴행성 병태의 치료 또는 예방을 위한 치료 중재술의 임상 시험을 위해 대상체들에 자격을 부여하는 방법으로서,
a) 대상체가 신경퇴행성 병태와 관련하여 비정상인 것을,
1) 데이터세트를 생성하기 위해, 뉴런 유래된 세포외 소포체들, 예를 들어, 마이크로소포체들 또는 엑소솜들에 대해 농축되는 대상체로부터의 생물학적 샘플로부터, 바이오마커들의 세트를 측정하는 것으로서, 상기 바이오마커들의 세트는,
(i) 복수의 상이한 신호전달 키나아제들; 또는
(ii) 다음으로부터 선택된 적어도 2 개의 그룹들로부터의 바이오마커들:
(A) 인산화된 신호전달 키나아제들 및/또는 촉매 효소들로부터 선택된 하나 이상의 효소들,
(B) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질들, 및
(C) 하나 이상의 miRNA들
을 포함하는, 상기 바이오마커들의 세트를 측정하는 것; 및
(2) 모델, 예를 들어, 실시형태 47 의 모델을 프로파일 상에 실행하여 상기 대상체가 상기 신경퇴행성 병태와 관련하여 비정상인 것을 추론하는 것
에 의해 결정하는 단계; 및
b) 상기 신경퇴행성 병태에 대한 잠재적인 치료 중재술의 임상 시험에 상기 대상체를 등록하는 단계를 포함하는, 대상체들에 자격을 부여하는 방법.
85. 실시형태 84 에 있어서, 상기 모델은 컴퓨터에 의해 실행되는, 방법.
86. 실시형태 84 에 있어서, 상기 모델은 컴퓨터에 의해 실행되지 않는, 방법.
87. 신경퇴행성 병태에 대한 치료 중재술에 관하여 대상체의 진행을 모니터링하는 방법으로서,
(a) 상기 대상체에서, 신경퇴행성 병태의 초기 상태를,
(1) 뉴런 유래된 세포외 소포체들, 예를 들어, 마이크로소포체들 또는 엑소솜들에 대해 농축되는 대상체로부터의 생물학적 샘플로부터, 바이오마커들의 세트의 측정치들을 결정하는 것으로서, 상기 바이오마커들의 세트는,
(i) 복수의 상이한 신호전달 키나아제들; 또는
(ii) 다음으로부터 선택된 적어도 2 개의 그룹들로부터의 바이오마커들:
(A) 인산화된 신호전달 키나아제들 및/또는 촉매 효소들로부터 선택된 하나 이상의 효소들,
(B) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질들, 및
(C) 하나 이상의 miRNA들
을 포함하는, 상기 바이오마커들의 세트의 측정치들을 결정하는 것; 및
(2) 모델, 예를 들어 실시형태 47 의 모델을 실행하여 상기 신경퇴행성 병태의 초기 상태를 추론하는 것
에 의해 추론하는 단계;
(b) 추론하는 단계 후에, 상기 대상체에 상기 치료 중재술을 투여하는 단계;
(c) 투여하는 단계 후에, 상기 대상체에서, 상기 신경퇴행성 병태의 후속 상태를,
(1) 뉴런 유래 미소체 입자들에 대해 풍부한 대상체로부터의 생물학적 샘플로부터, 복수의 상이한 신호전달 키나아제들 각각의 양들을 포함하는 바이오마커 프로필을 결정하여 데이터 세트를 생성하는 것; 및
(2) 모델, 예를 들어 실시형태 47 의 모델을 실행하여 상기 신경퇴행성 병태의 후속 상태를 추론하는 것
에 의해 추론하는 단계; 및
(d) 상기 초기 및 후속 상태 추론들에 기초하여, 상기 후속 추론이 상기 초기 추론들에 비해 정상 상태로의 변화를 나타내는 경우 상기 대상체가 상기 치료 중재술에 긍정적으로 반응하고 있다고 결정하거나, 상기 후속 추론들이 상기 초기 추론들에 비해 정상 상태로의 변화를 나타내지 않는 경우 상기 치료 중재술이 효과적이지 않다고 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
88. 실시형태 87 에 있어서, 상기 모델은 컴퓨터에 의해 실행되는, 방법.
89. 실시형태 87 에 있어서, 상기 모델은 컴퓨터에 의해 실행되지 않는, 방법.
90. 방법으로서,
(a) 실시형태 66 의 방법에 의해, 대상체가 신경퇴행성 병태를 가지는 것을 결정하는 단계, 및
(b) 상기 병태를 치료하는데 효과적인 완화적 또는 신경보호적 치료 중재술을 상기 대상체에 투여하는 단계를 포함하는, 방법.
91. 실시형태 90 에 있어서, 상기 치료 중재술은 상기 대상체의 바이오마커 프로파일을 정상을 향해 이동시키고, 상기 정상을 향한 이동은 신경보호를 의미하는,
92. 바이오마커들의 비정상적 패턴을 갖는 것으로 실시형태 66 의 방법에 의해 결정된 대상체에게, 병태를 치료하는데 효과적인 완화적 또는 신경보호적 치료 중재술을 투여하는 단계를 포함하는 방법.
93. 실시형태 92 에 있어서, 상기 대상체는 상기 신경퇴행성 병태에 대해 무증상 또는 전임상인, 방법.
94. 다음 중 하나를 검출하기에 충분한 시약들을 포함하는 키트:
(1) 신호전달 키나아제 및 신경퇴행-관련 단백질의 적어도 하나의 올리고머 형태 중 적어도 하나; 또는
(2) 복수의 상이한 신호전달 키나아제들.
95. 실시형태 94 에 있어서, 상기 시약들은 항체들을 포함하는, 키트.
96. 신경퇴행성 병태의 발병 위험, 진단, 병기, 예후 또는 진행을 추론하는 방법으로서,
a) 데이터세트를 생성하기 위해, 뉴런 유래된 세포외 소포체들, 예를 들어, 마이크로소포체들 또는 엑소솜들에 대해 농축되는 대상체로부터의 생물학적 샘플로부터, 바이오마커들의 세트를 측정하는 단계로서, 상기 바이오마커들의 세트는,
(i) 복수의 상이한 신호전달 키나아제들; 또는
(ii) 다음으로부터 선택된 적어도 2 개의 그룹들로부터의 바이오마커들:
(A) 인산화된 신호전달 키나아제들 및/또는 촉매 효소들로부터 선택된 하나 이상의 효소들,
(B) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질들, 및
(C) 하나 이상의 miRNA들
을 포함하는, 상기 바이오마커들의 세트를 측정하는 단계; 및
b) 상기 데이터세트를 상기 신경퇴행성 병태의 발병 위험, 진단, 병기, 예후 또는 진행과 상관시키는 단계를 포함하는, 방법.
97. 방법으로서,
(a) 신경퇴행성 병태를 가지거나 신경퇴행성 병태에 대한 치료에 긍정적으로 반응할 가능성이 있는 대상체를 식별하는 단계로서, 상기 대상체를 식별하는 단계는,
(1) 바이오마커 프로파일을 생성하기 위해, 뉴런 유래된 세포외 소포체에 대해 농축된 상기 대상체로부터의 샘플에서 (예를 들어, 상기 세포외 소포체의 내부 내용물들로부터), 바이오마커들의 세트를 측정하는 것으로서, 상기 바이오마커들의 세트는,
(i) 복수의 상이한 신호전달 키나아제들; 또는
(ii) 다음으로부터 선택된 적어도 2 개의 그룹들로부터의 바이오마커들:
(A) 인산화된 신호전달 키나아제들 및/또는 촉매 효소들로부터 선택된 하나 이상의 효소들,
(B) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질들, 및
(C) 하나 이상의 miRNA들
을 포함하는, 상기 바이오마커들의 세트를 측정하는 것; 및
(2) 비정상적인 바이오마커 프로파일에 기초하여, 상기 대상체가 상기 신경퇴행성 병태로 고통받는 것을 결정하는 것
을 포함하는, 상기 대상체를 식별하는 단계; 및
(b) 식별된 상기 대상체에, 상기 신경퇴행성 병태를 치료하기 위해 유효량의 약학 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 방법.
98. 실시형태 97 에 있어서, 상기 신경퇴행성 병태는 시뉴클레인병증성 병태이고, 상기 약학 조성물은 도파민 효현제 (예를 들어, 프라미펙솔 (예를 들어, Mirapex™), 로피니롤 (예를 들어, Requip), 로티고틴 (예를 들어, Neupro), 아포모르핀 (예를 들어, Apokyn)), 레보도파, 카르비도파-레보도파 (예를 들어, Rytary, Sinemet), MAO-B 억제제 (예를 들어, 셀레길린 (예를 들어, Eldepryl, Zelapar) 또는 라사길린 (예를 들어, Azilect)), 카테콜-O-메틸트랜스퍼라제 (COMT) 억제제 (예를 들어, 엔타카폰 (Comtan) 또는 톨카폰 (Tasmar)), 항콜린제 (예를 들어, 벤즈트로핀 (예를 들어, Cogentin) 또는 트리헥시페니딜), 아만타딘 또는 콜린에스터라제 억제제 (예를 들어, 리바스티그민 (Exelon))를 포함하는, 방법.
99. 실시형태 97 에 있어서, 상기 시뉴클레인병증성 병태는 파킨슨병인, 방법.
100. 실시형태 99 에 있어서, 상기 약학 조성물은 도파민 효현제를 포함하는, 방법.
101. 실시형태 100 에 있어서, 상기 약학 조성물은 NK1-길항제를 더 포함하는, 방법.
102. 실시형태 101 에 있어서, 상기 도파민 효현제는 6-프로필아미노-4,5,6,7-테트라히드로-1,3-벤조티아졸-2-아민이고 NK1-길항제는 아프레피탄트 또는 롤라피탄트인, 방법.
103. 실시형태 100 에 있어서, 상기 약학 조성물은 5HT3-길항제를 더 포함하는, 방법.
104. 실시형태 103 에 있어서, 상기 도파민 효현제는 6-프로필아미노-4,5,6,7-테트라히드로-1,3-벤조티아졸-2-아민이고 5HT3 길항제는 온단세트론 히드로클로라이드 이수화물인, 방법.
105. 신경퇴행성 병태를 표시하는 바이오마커 프로파일을 갖거나 또는 신경퇴행성 병태에 대한 치료에 긍정적으로 반응할 가능성이 있는 것을 특징으로 하는 대상체에게, 상기 신경퇴행성 병태를 치료하기 위한 유효량의 약학 조성물을 투여하는 단계를 포함하는 방법으로서,
바이오마커 패널은 뉴런 유래된 세포외 소포체에 대해 농축된 대상체로부터의 샘플로부터 (예를 들어, 상기 세포외 소포체의 내부 내용물들로부터) 측정되는 하나 또는 복수의 신호전달 키나아제들 및, 옵션적으로, 신경퇴행-관련 단백질의 적어도 하나의 올리고머 형태를 포함하는 바이오마커들의 세트를 포함하는, 방법.
106. 실시형태 105 에 있어서, 상기 신경퇴행성 병태는 파킨슨병이고, 상기 약학 조성물은 도파민 효현제를 포함하는, 방법.
107. 다음 중 하나를 검출하기에 충분한 시약들을 포함하는 키트:
(1) 신호전달 키나아제 중 적어도 하나,
(2) 적어도 하나의 촉매 효소,
(3) 신경퇴행-관련 단백질의 적어도 하나의 올리고머 형태, 및
(4) 적어도 하나의 miRNA.
108. 방법으로서,
적어도 하나의 프로세서 및 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행하기 위한 적어도 하나의 프로그램을 저장하는 메모리를 포함하는 컴퓨터 시스템에서,
a) 적어도 25, 50, 100, 200, 500 또는 1000 의 대상체들 각각으로부터의 생물학적 샘플로부터 복수의 바이오마커들에 대한 전자 형태의 바이오마커 데이터를 획득하는 단계로서,
(i) 상기 대상체들은 (i) 하나 또는 복수의 상이한 질환 병기들 각각에서 신경퇴행성 병태로 진단된 복수의 대상자들로서, 상기 진단된 대상체들 각각은 추정 신경보호제를 수신한, 상기 복수의 대상체들, 및 (ii) 상기 신경퇴행성 병태로 진단되지 않은 복수의 대조군 대상체들을 포함하고;
(ii) 상기 샘플들은 뉴런 유래 엑소솜들에 대해 농축되고; 그리고
(iii) 상기 바이오마커 데이터는,
(i) 복수의 상이한 신호전달 키나아제들; 또는
(ii) 다음으로부터 선택된 적어도 2 개의 그룹들로부터의 바이오마커들:
(1) 인산화된 신호전달 키나아제들 및/또는 촉매 효소들로부터 선택된 하나 이상의 효소들,
(2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질들, 및
(3) 하나 이상의 miRNA들
의 측정치들을 포함하는, 상기 바이오마커 데이터를 획득하는 단계;
b) 컴퓨터 로직을 사용하여, 모델을 생성하기 위해 학습 알고리즘을 실행하는 단계로서, 상기 모델은,
(i) 시간에 걸쳐 개별 대상체들에서 질환 진행 속도 또는 상기 추정 신경보호제에 대한 반응의 정도를 예측하거나; 또는
(ii) 상이한 대상체들 사이에서 (1) 병원성 진단을 행하거나, (2) 임상적으로 유사하지만 병리학적으로 상이한 신경퇴행성 장애 하위 그룹들을 분리하거나, 또는 (3) 대상체가 상기 추정 신경보호제에 반응할 가능성이 있는지의 여부 또는 정도를 예측하는, 상기 학습 알고리즘을 실행하는 단계를 포함하는, 방법.
109. 방법으로서,
적어도 하나의 프로세서 및 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행하기 위한 적어도 하나의 프로그램을 저장하는 메모리를 포함하는 컴퓨터 시스템에서,
a) 대상체로부터의 생물학적 샘플로부터 복수의 바이오마커들에 대한 전자 형태의 바이오마커 데이터를 획득하는 단계로서,
(i) 상기 샘플들은 뉴런 유래 엑소솜들에 대해 농축되고; 그리고
(ii) 상기 바이오마커 데이터는,
(i) 복수의 상이한 신호전달 키나아제들; 또는
(ii) 다음으로부터 선택된 적어도 2 개의 그룹들로부터의 바이오마커들:
(1) 인산화된 신호전달 키나아제들 및/또는 촉매 효소들로부터 선택된 하나 이상의 효소들,
(2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질들, 및
(3) 하나 이상의 miRNA들
의 측정치들을 포함하는, 상기 바이오마커 데이터를 획득하는 단계;
b) 컴퓨터 로직을 사용하여, 모델을 실행하는 단계로서, 상기 모델은,
(i) 시간에 걸쳐 개별 대상체들에서 질환 진행 속도 또는 추정 신경보호제에 대한 반응의 정도를 예측하거나; 또는
(ii) 상이한 대상체들 사이에서 (1) 병원성 진단을 행하거나, (2) 임상적으로 유사하지만 병리학적으로 상이한 신경퇴행성 장애 하위 그룹들을 분리하거나, 또는 (3) 대상체가 상기 추정 신경보호제에 반응할 가능성이 있는지의 여부 또는 정도를 예측하는, 상기 모델을 실행하는 단계; 및
c) 상기 예측을 상기 대상체에 의해 액세스가능한 전자 디바이스에 출력하는 단계를 포함하는, 방법.
달리 명시되지 않는 한, 본원에 사용된 바와 같이, 하기의 의미가 적용된다. "할 수 있다 (can)" 및 "할 수도 있다 (may)" 라는 단어는 의무적 의미 (즉, 필수적이라는 의미) 보다는 허용적 의미 (즉, 가능성을 갖는 의미) 로 사용된다. "포함하다", "포함하는" 및 "포함한다" 등의 단어는 포함하는 것을 의미하지만 이에 제한되지는 않는다. 단수형은 복수형의 대상을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "하나의 요소" 에 대한 언급은 하나 이상의 요소, 예컨대 "하나 이상" 에 대한 다른 용어 및 구절의 사용에도 불구하고 2 개 이상의 요소의 조합을 포함한다. "적어도 하나" 라는 문구는 "하나", "하나 이상", "하나 또는 복수"를 포함하고, 따라서 "복수" 라는 용어의 사용을 고려한다. 달리 언급되지 않는 한, 용어 "또는" 은 비-배타적, 즉 "및" 과 "또는" 을 모두 포함한다. 수식어와 시퀀스 사이의 용어 "~중 어느 것" 은 수식어가 시퀀스의 각 멤버를 수식한다는 것을 의미한다. 따라서 예를 들어, 어구 "적어도 1, 2 또는 3 중 어느 것" 은 "적어도 1, 적어도 2 또는 적어도 3" 을 의미한다. "약" 이라는 용어는 특정 용도의 맥락 내에서 명시된 수치값으로부터 ±5% 인 범위를 의미한다. 용어 "~로 본질적으로 이루어지는" 은 청구된 조합의 기본적이고 신규한 특징에 실질적으로 영향을 주지 않는 언급된 요소 및 추가 요소의 포함을 의미한다.
상세한 설명 및 도면이 본 발명을 개시된 특정 형태로 제한하는 것을 의도하지 않지만, 반면, 청구범위에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 취지 및 범주 내에 있는 모든 변형, 등가물 및 대안물을 커버함이 이해되어야 한다. 본 발명의 다양한 양태의 추가 변형 및 대안적 실시형태는 이러한 설명을 고려하여 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 상세한 설명 및 도면은 단지 예시적인 것으로 이해되어야 하며, 당업자에게 본 발명을 실행하는 일반적인 방식을 교시하기 위한 것이다. 본원에 나타내고 기재한 본 발명의 형태가 실시형태의 예로서 취해질 것임이 이해되어야 한다. 요소 및 물질은 본원에 예시되고 기재된 것들을 대체할 수 있고, 부분 및 과정은 역전되거나 생략될 수 있으며, 본 발명의 특정한 특징은 독립적으로 활용될 수 있어, 이들 모두는 본 발명의 상세한 설명의 이득을 가진 후 당업자에게 명백할 것이다. 뒤이어지는 청구범위에서 기재한 바와 같이, 본 발명의 취지 및 범주에서 벗어나지 않으면서 본원에 기재된 요소에 변화가 행해질 수 있다.
본 명세서에서 언급된 모든 공개, 특허, 및 특허 출원은 각각의 개별 공개, 특허, 및 특허 출원이 참조로 포함되는 것으로 구체적으로 개별적으로 명시된 바와 동일한 정도로 본원에 참조로 포함된다.
Claims (109)
- 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법으로서,
a) 뉴런 유래된 세포외 소포체들, 예를 들어, 마이크로소포체들 또는 엑소솜들에 대한 생물학적 샘플들의 수집물에서 각각의 생물학적 샘플을 농축하는 단계로서, 상기 생물학적 샘플들의 수집물은 대상체들의 코호트 내의 대상체들로부터의 것이고, 상기 코호트는,
(i) 하나 또는 복수의 상이한 질환 병기들의 각각에서 신경퇴행성 병태로 진단된 복수의 대상체들로서, 진단된 상기 대상체들 각각은 추정 신경보호제를 받는, 상기 복수의 대상체들, 및/또는
(ii) 상기 신경퇴행성 병태로 진단되지 않은 복수의 대조군 대상체들
을 포함하는 대상체들을 포함하고, 상기 생물학적 샘플들은 상기 추정 신경보호제로의 치료 과정 이전에 그리고 치료 과정 동안 1 회 이상 다시, 및 옵션적으로, 치료 과정 후에 수집되는, 상기 각각의 생물학적 샘플을 농축하는 단계;
b) 복수의 바이오마커 샘플들을 생성하기 위해 각각의 샘플로부터, 전체 세포외 소포체들, 상기 세포외 소포체들의 내부 구획 또는 세포외 소포막으로부터의 단백질 내용물들을 단리하는 단계;
c) 데이터세트를 생성하기 위해, 각각의 바이오마커 샘플에서, 바이오마커들의 세트를 측정하는 단계로서, 상기 바이오마커들의 세트는,
(i) 복수의 상이한 신호전달 키나아제들; 또는
(ii) 다음으로부터 선택된 적어도 2 개의 그룹들로부터의 바이오마커들:
(1) 인산화된 신호전달 키나아제들 및/또는 촉매 효소들로부터 선택된 하나 이상의 효소들,
(2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질들, 및
(3) 하나 이상의 miRNA들
을 포함하는, 상기 바이오마커들의 세트를 측정하는 단계; 및
d) 상기 바이오마커 세트들에서의 차이들을 비교하기 위해 상기 데이터세트에 대한 분석을 수행하여,
(i) 시간에 걸쳐 개별 대상체들에서 질환 진행 속도 또는 상기 추정 신경보호제에 대한 반응의 정도를 예측하는 진단 알고리즘을 결정하거나; 또는
(ii) 상이한 대상체들 사이에서 (1) 병원성 진단을 행하거나, (2) 임상적으로 유사하지만 병리학적으로 상이한 신경퇴행성 장애 하위 그룹들을 분리하거나, 또는 (3) 대상체가 상기 추정 신경보호제에 반응할 가능성이 있는지의 여부 또는 정도를 예측하는 진단 알고리즘을 결정하는
단계를 포함하는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 농축하는 단계 이전에,
I) 대상체들의 코호트를 제공하는 단계로서, 상기 코호트는 (i) 복수의 상이한 질환 병기들의 각각에서 신경퇴행성 병태로 진단된 복수의 대상체들, 및/또는 (ii) 복수의 대조군 대상체들을 포함하는 대상체들을 포함하는, 상기 코호트를 제공하는 단계;
II) 진단된 상기 대상체들 각각에 추정 신경보호제를 투여하는 단계;
III) 상기 추정 신경보호제의 투여 이전에 그리고 투여 동안 1 회 이상 다시, 그리고 옵션적으로 투여 후에, 상기 코호트 내의 상기 대상체들 각각으로부터 생물학적 샘플을 수집하는 단계를 더 포함하는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
e) 표준 임상 측정들에 대해 상기 진단 알고리즘들 중 하나 이상을 검증하는 단계를 더 포함하는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 바이오마커들은 (1) 하나 이상의 인산화된 신호전달 키나아제들 및/또는 촉매 효소들, (2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질들, 및 (3) 하나 이상의 miRNA들을 포함하는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 효소는 하나 이상의 신호전달 키나아제들을 포함하는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 신호전달 키나아제들 중 적어도 하나는 PI3K-Akt-mTOR 신호전달 경로의 키나아제인, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 신호전달 키나아제들 중 적어도 하나는 미토겐-활성화된 단백질 키나아제 (MAPK 또는 MEK), 세포외 신호-조절 키나아제들 (ERK), 글리코겐 신타제 키나아제 3 베타 (GSK3B), AKT 키나아제 및 베클린으로부터 선택되는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 5 항에 있어서,
적어도 하나의 상기 신호전달 키나아제는 복수의 상기 신호전달 키나아제들인, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 8 항에 있어서,
복수의 상기 신호전달 키나아제들은 AKT, MAPK3, MEK, mTOR, GSK3B, JNK, MEK 1/2, 및 PI3K 로부터 선택되는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 복수의 신호전달 키나아제들은 인산화된 AKT (예를 들어, AKT S473 또는 AKT T308) 및 인산화된 MAPK3 (예를 들어, MAPK T202) 을 포함하는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 신호전달 키나아제들 중 적어도 하나는, AKT S473; AKT T308; ERK P44; GSK3B S6; GSK3B S9; GSK3 T216; GSK3A S21; MAPK T202; mTOR S2448; mTOR c1/2 T246; mTOR c1/2 S638; JNK 1/2/3; JNK pY183; JNK pY185; MEK ½ S217; MEK S221; PI3K p85; PI3K T458; PKB S473; PI3K p55-T199; 및 PKB T308 로부터 선택되는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 진단 알고리즘은 AKT:MAPK 의 상대적인 양들을 결정하는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
적어도 하나의 촉매 효소는 TH (티로신 히드록실라제) 전체, 및 인산화된 형태, TH S40, TH S19 및 TH S32 로부터 선택되는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진단 알고리즘은 하나 이상의 신호전달 키나아제들, 하나 이상의 촉매 효소들, 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질 형태들 및 하나 이상의 마이크로RNA들의 측정치들의 함수인, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진단 알고리즘은 AKT, 인산화된 티로신 히드록실라제, miRNA, MAPK3, 및 비인산화된 티로신 히드록실라제의 측정치들의 함수인, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진단 알고리즘은 (AKT, 인산화된 티로신 히드록실라제, miRNA) 대 (MAPK3 및 비인산화된 티로신 히드록실라제) 의 측정치들의 함수인, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진단 알고리즘은 적어도 신경퇴행-관련 단백질 형태의 함수인, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 17 항에 있어서,
정량적 측정치들이 결정되는 신경퇴행-관련 단백질 형태들은,
(I) 적어도 하나의 올리고머 형태;
(II) 복수의 올리고머 형태들;
(III) 적어도 하나의 올리고머 형태 및 적어도 하나의 단량체 형태;
(IV) 복수의 올리고머 형태들 및 적어도 하나의 단량체 형태;
(V) 적어도 하나의 올리고머 형태 및 복수의 단량체 형태들; 및
(VI) 복수의 올리고머 형태들 및 복수의 단량체 형태들
로부터 선택되는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진단 알고리즘은 (AKT 의 인산화된 형태, 제 2 신호전달 키나아제의 인산화된 형태, 알파-시뉴클레인의 올리고머 형태, miRNA) 대 (MAPK3 의 인산화된 형태, 제 4 신호전달 키나아제의 인산화된 형태, 티로신 히드록실라제의 비인산화된 형태) 의 상대적인 측정치들의 함수인, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진단 알고리즘은 AKT, 인산화된 티로신 히드록실라제, 신경퇴행-관련 단백질 형태, MAPK3, 및 비인산화된 티로신 히드록실라제의 측정치들의 함수인, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진단 알고리즘은 (AKT, 인산화된 티로신 히드록실라제, 신경퇴행-관련 단백질 형태) 대 (MAPK3 및 비인산화된 티로신 히드록실라제) 의 상대적인 측정치들의 함수인, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진단 알고리즘은 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질 형태들 및 하나 이상의 miRNA들의 함수인, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 바이오마커들은 (i) 신호전달 키나아제 및 촉매 효소로부터 선택된 효소, 및 (ii) 단량체들 및 올리고머들로부터 선택된 신경퇴행-관련 단백질을 포함하는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 바이오마커들은 (i) 신호전달 키나아제 및 촉매 효소로부터 선택된 효소, 및 (iii) miRNA 를 포함하는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 신경퇴행-관련 단백질은 알파 시뉴클레인, 아밀로이드 베타, 타우, 또는 헌팅틴으로부터 선택되는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 신경퇴행-관련 단백질의 상기 올리고머 형태는 올리고머 형태들의 수집물, 예를 들어, 알파 시뉴클레인의 올리고머들, 예를 들어, 알파 시뉴클레인 2-50, 예를 들어, 알파 시뉴클레인 4-30, 예를 들어, 알파 시뉴클레인 4-20 인, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 바이오마커들은 7-5p; 15b-5p; 19b; 22-3p; 24; 27a-3p 24; 29a; 30c-2-3p; 494-3p; 92b-3p; 106b-3p; 122-5p; 124-3p; 122-5p; 132-3p; 138-5p; 142-3p; 146a-5p; 204-5p; 220-3p; 331-5p; 338-3p; 431-5p; 584-5p; 942-5p; 및 1468-5p 로부터 선택된 하나 이상의 miRNA들을 포함하는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 신경퇴행성 병태는 시뉴클레인병증 장애, 예를 들어 파킨슨병 또는 루이 소체 치매를 포함하는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 신경퇴행성 병태는 아밀로이드병증, 예를 들어 알츠하이머병, 타우병증, 예를 들어 알츠하이머병 또는 헌팅턴병을 포함하는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단백질 내용물들은 마이크로솜들의 내부 구획으로부터 단리되는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 3 항에 있어서,
상기 표준 임상 측정들은 UPDRS 점수, CGI 점수 및 방사선학적 소견으로부터 선택되는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분석은 상관관계, 피어슨 상관, 스피어먼 상관, 카이-제곱, 평균의 비교 (예를 들어, 대응 T-검정, 독립 T-검정, ANOVA) 회귀 분석 (예를 들어, 단순 회귀, 다중 회귀, 선형 회귀, 비선형 회귀, 로지스틱 회귀, 다항 회귀, 단계적 회귀, 리지 회귀, 라쏘 회귀, 엘라스틱넷 회귀) 또는 비-파라미터 분석 (예를 들어, 윌콕슨 순위-총합 검정, 윌콕슨 부호-순위 검정, 부호 검정) 을 포함하는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분석은 컴퓨터에 의해 실행되는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 33 항에 있어서,
상기 분석은 머신 학습을 포함하는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 생물학적 샘플은 정맥혈 샘플을 포함하는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 상이한 질환 병기들은 의심, 초기, 중기 및 임상적으로 진행 중 하나 이상을 포함하는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 있어서,
투여 동안 또는 투여 이후 시간은 치료 후 1, 2, 3 또는 그 초과의 개월들로부터 선택되는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 내지 제 37 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 샘플은 도파민-생산 뉴런들로부터의 세포외 소포체들에 대해 추가로 농축되는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 내지 제 38 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 농축하는 단계는 하나 이상의 뇌 특이적 단백질 마커들을 사용하는 단계를 포함하는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 39 항에 있어서,
상기 뇌 특이적 마커들 중 적어도 하나는 K1cam 을 포함하는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 내지 제 40 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단리하는 단계는 표면 막 결합 단백질들을 제거하기 위해 각각의 농축된 샘플에서 상기 세포외 소포체들을 세정하는 단계를 포함하는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 41 항에 있어서,
상기 세포외 소포체들은 PBS 로 세정되는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 내지 제 42 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 신경퇴행-관련 단백질의 상기 형태들은 젤 전기영동, 웨스턴 블롯 또는 형광 기술들에 의해 측정되는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 내지 제 43 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대상체들은 인간인, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 내지 제 44 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대상체들은 (예를 들어, 파킨슨병을 유발하는 것으로 의심되는 파라콰트에 노출된) 상기 신경퇴행성 병태의 병인 (예를 들면, 원인) 에 관여되는 것으로 의심되는 환경 상태에 노출된, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 제 1 항 내지 제 45 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 생물학적 샘플들의 수집물은 25, 50, 100, 200, 500 또는 1000 개의 샘플들 중 적어도 임의의 것을 포함하는, 신경퇴행성 병태에 대한 진단 인덱스를 생성하는 방법. - 개인의 신경퇴행성 병태의 상태를 추론하는 진단 인덱스를 개발하는 방법으로서,
a) 복수의 대상체들의 각각에 대해, (1) 신경퇴행성 병태의 상태, 및 (2) 바이오마커들의 세트의 측정치들을 나타내는 값들을 포함하는 데이터세트를 제공하는 단계로서, 상기 바이오마커들의 세트는,
(i) 복수의 상이한 신호전달 키나아제들; 또는
(ii) 다음으로부터 선택된 적어도 2 개의 그룹들로부터의 바이오마커들:
(1) 인산화된 신호전달 키나아제들 및/또는 촉매 효소들로부터 선택된 하나 이상의 효소들,
(2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질들, 및
(3) 하나 이상의 miRNA들
을 포함하는, 상기 데이터세트를 제공하는 단계; 및
b) 개인의 상기 신경퇴행성 병태의 상기 상태를 추론하는 모델을 개발하기 위해 상기 데이터세트에 대한 분석을 수행하는 단계를 포함하는, 진단 인덱스를 개발하는 방법. - 제 47 항에 있어서,
상기 분석은 컴퓨터에 의해 수행되는, 진단 인덱스를 개발하는 방법. - 제 47 항에 있어서,
상기 분석은 컴퓨터에 의해 수행되지 않는, 진단 인덱스를 개발하는 방법. - 제 47 항에 있어서,
상기 분석은 상관관계, 피어슨 상관, 스피어먼 상관, 카이-제곱, 평균의 비교 (예를 들어, 대응 T-검정, 독립 T-검정, ANOVA) 회귀 분석 (예를 들어, 단순 회귀, 다중 회귀, 선형 회귀, 비선형 회귀, 로지스틱 회귀, 다항 회귀, 단계적 회귀, 리지 회귀, 라쏘 회귀, 엘라스틱넷 회귀) 또는 비-파라미터 분석 (예를 들어, 윌콕슨 순위-총합 검정, 윌콕슨 부호-순위 검정, 부호 검정) 을 포함하는, 진단 인덱스를 개발하는 방법. - 제 47 항에 있어서,
상기 분석은 상기 데이터세트를 컴퓨터 메모리 내로 수신하는 것, 및 컴퓨터 프로세서로 상기 데이터세트에 대한 기계 학습 알고리즘을 트레이닝하는 것을 포함하는, 진단 인덱스를 개발하는 방법. - 제 51 항에 있어서,
상기 기계 학습 알고리즘은 인공 신경망 (예를 들어, 역전파 네트워크), 결정 트리 (예를 들어, 재귀 분할 과정, CART), 랜덤 포레스트, 판별 분석 (예를 들어, 베이지안 (Bayesian) 분류기 또는 피셔 (Fischer) 분석), 선형 분류기 (예를 들어, 다중 선형 회귀 (MLR), 부분 최소 제곱 (PLS) 회귀, 주성분 회귀 (PCR)), 혼합 또는 램덤-효과 모델, 비-파라미터 분류기 (예를 들어, k-최근접 이웃), 서포트 벡터 머신, 및 앙상블 방법 (예를 들어, 배깅, 부스팅) 으로부터 선택되는, 진단 인덱스를 개발하는 방법. - 제 47 항에 있어서,
상기 상태는 상기 신경퇴행성 병태의 진단, 병기, 예후 또는 진행으로부터 선택되는, 진단 인덱스를 개발하는 방법. - 제 47 항에 있어서,
상기 상태는 범주형 변수 (예를 들어, 이진 상태 또는 복수의 범주형 상태들 중 하나) 로서 측정되는, 진단 인덱스를 개발하는 방법. - 제 54 항에 있어서,
상기 범주들은 신경퇴행성 병태를 갖는 것과 일치되는 진단 (예를 들어, 양성 또는 갖는다고 진단) 및 신경퇴행성 병태를 갖는 것과 불일치되는 진단 (예를 들어, 음성 또는 갖지 않는다고 진단) 을 포함하는, 진단 인덱스를 개발하는 방법. - 제 54 항에 있어서,
상기 범주들은 상기 신경퇴행성 병태의 상이한 단계들을 포함하는, 진단 인덱스를 개발하는 방법. - 제 47 항에 있어서,
상기 상태는 (예를 들어, 척도 상에서) 연속 변수로서 측정되는, 진단 인덱스를 개발하는 방법. - 제 57 항에 있어서,
상기 연속 변수는 상기 신경퇴행성 병태의 범위 또는 정도인, 진단 인덱스를 개발하는 방법. - 제 47 항에 있어서,
상기 대상체들은 동물, 예를 들어, 어류, 조류, 양서류, 파충류, 또는 포유동물, 예를 들어, 설치류, 영장류 또는 인간인, 진단 인덱스를 개발하는 방법. - 제 47 항에 있어서,
상기 복수의 대상체들은 10, 25, 50, 100, 200, 400 또는 800 중 적어도 임의의 것인, 진단 인덱스를 개발하는 방법. - 제 47 항에 있어서,
각 대상체에 대해서, 정량적 측정치들이 결정된 샘플은 제1 시점에 채취되고 상기 신경퇴행성 병태의 상기 상태는 제2 의, 이후 시점에 결정되는, 진단 인덱스를 개발하는 방법. - 제 47 항에 있어서,
생물학적 샘플은 혈액 또는 혈액 분획 (예를 들어, 혈장 또는 혈청) 을 포함하는, 진단 인덱스를 개발하는 방법. - 제 47 항에 있어서,
상기 신경퇴행성 병태는 시뉴클레인병증, 예를 들어, 파킨슨병 또는 루이 소체 치매인, 진단 인덱스를 개발하는 방법. - 제 47 항에 있어서,
상기 신경퇴행성 병태는 아밀로이드병증, 예를 들어 알츠하이머병, 타우병증, 예를 들어 알츠하이머병 또는 헌팅턴병인, 진단 인덱스를 개발하는 방법. - 제 47 항 내지 제 64 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 대상체들은 25, 50, 100, 200, 500, 또는 1000 개 대상체들 중 적어도 임의의 것인, 진단 인덱스를 개발하는 방법. - 신경퇴행-관련 단백질을 특징으로 하는 신경퇴행성 병태의 발병 위험, 진단, 병기, 예후 또는 진행을 추론하는 방법으로서,
a) 데이터세트를 생성하기 위해, 뉴런 유래된 세포외 소포체들, 예를 들어, 마이크로소포체들 또는 엑소솜들에 대해 농축되는 대상체로부터의 생물학적 샘플로부터, 바이오마커들의 세트를 측정하는 단계로서, 상기 바이오마커들의 세트는,
(i) 복수의 상이한 신호전달 키나아제들; 또는
(ii) 다음으로부터 선택된 적어도 2 개의 그룹들로부터의 바이오마커들:
(1) 인산화된 신호전달 키나아제들 및/또는 촉매 효소들로부터 선택된 하나 이상의 효소들,
(2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질들, 및
(3) 하나 이상의 miRNA들
을 포함하는, 상기 바이오마커들의 세트를 측정하는 단계; 및
b) 상기 데이터세트에 모델, 예를 들어, 제 47 항의 모델을 실행하여 상기 신경퇴행성 병태의 발병 위험, 진단, 병기, 예후 또는 진행을 추론하는 단계를 포함하는, 신경퇴행성 병태의 발병 위험, 진단, 병기, 예후 또는 진행을 추론하는 방법. - 제 66 항에 있어서,
상기 신호전달 키나아제들 중 적어도 하나는 PI3K-Akt-mTOR 신호전달 경로의 키나아제인, 신경퇴행성 병태의 발병 위험, 진단, 병기, 예후 또는 진행을 추론하는 방법. - 제 66 항에 있어서,
상기 신호전달 키나아제들 중 적어도 하나는 미토겐-활성화된 단백질 키나아제 (MAPK 또는 MEK), 세포외 신호-조절 키나아제들 (ERK), 글리코겐 신타제 키나아제 3 베타 (GSK3B), AKT 키나아제 및 베클린으로부터 선택되는, 신경퇴행성 병태의 발병 위험, 진단, 병기, 예후 또는 진행을 추론하는 방법. - 제 66 항에 있어서,
상기 신경퇴행-관련 단백질은 알파 시뉴클레인, 아밀로이드 베타, 타우, 또는 헌팅틴으로부터 선택되는, 신경퇴행성 병태의 발병 위험, 진단, 병기, 예후 또는 진행을 추론하는 방법. - 제 66 항에 있어서,
상기 신경퇴행-관련 단백질의 상기 올리고머 형태는 올리고머 형태들의 수집물, 예를 들어, 알파 시뉴클레인의 올리고머들, 예를 들어, 알파 시뉴클레인 2-50, 예를 들어, 알파 시뉴클레인 4-30, 예를 들어, 알파 시뉴클레인 4-20 인, 신경퇴행성 병태의 발병 위험, 진단, 병기, 예후 또는 진행을 추론하는 방법. - 제 66 항에 있어서,
상기 올리고머 형태들 중 적어도 하나는 상기 신경퇴행-관련 단백질의 종들의 수집물을 포함하는, 신경퇴행성 병태의 발병 위험, 진단, 병기, 예후 또는 진행을 추론하는 방법. - 제 66 항에 있어서,
상기 모델은 신경퇴행-관련 단백질의 단량체 형태에 대한 올리고머 형태의 상대량들을 통계적으로 유의한 수의 대조군 개체들에서의 상대량들과 비교하는 단계를 포함하는, 신경퇴행성 병태의 발병 위험, 진단, 병기, 예후 또는 진행을 추론하는 방법. - 제 66 항에 있어서,
상기 모델은 상기 모델이 추론한 복수의 상기 올리고머 형태들의 상대량들의 패턴을 검출하는 것을 포함하는, 신경퇴행성 병태의 발병 위험, 진단, 병기, 예후 또는 진행을 추론하는 방법. - 제 66 항에 있어서,
상기 대상체는 신경퇴행성 병태에 대해 무증상 또는 전임상인, 신경퇴행성 병태의 발병 위험, 진단, 병기, 예후 또는 진행을 추론하는 방법. - 제 66 항에 있어서,
상기 대상체는 일상적인 사무실 방문 동안 또는 의료 전문가의 통상적인 의료 행위의 일부로서 의료 제공자, 예컨대 의료 전문가에게 제시하는, 신경퇴행성 병태의 발병 위험, 진단, 병기, 예후 또는 진행을 추론하는 방법. - 제 66 항에 있어서,
상기 모델은 컴퓨터에 의해 실행되는, 신경퇴행성 병태의 발병 위험, 진단, 병기, 예후 또는 진행을 추론하는 방법. - 제 66 항에 있어서,
상기 모델은 컴퓨터에 의해 실행되지 않는, 신경퇴행성 병태의 발병 위험, 진단, 병기, 예후 또는 진행을 추론하는 방법. - 신경퇴행성 병태의 치료에 있어서 치료 중재술의 유효성을 결정하는 방법으로서,
(a) 복수의 대상체들을 포함하는 집단의 각각의 대상체에서, 신경퇴행성 병태의 초기 상태를,
(1) 데이터세트를 생성하기 위해, 뉴런 유래된 세포외 소포체들, 예를 들어, 마이크로소포체들 또는 엑소솜들에 대해 농축되는 대상체로부터의 생물학적 샘플로부터, 바이오마커들의 세트를 측정하는 것으로서, 상기 바이오마커들의 세트는,
(i) 복수의 상이한 신호전달 키나아제들; 또는
(ii) 다음으로부터 선택된 적어도 2 개의 그룹들로부터의 바이오마커들:
(A) 인산화된 신호전달 키나아제들 및/또는 촉매 효소들로부터 선택된 하나 이상의 효소들,
(B) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질들, 및
(C) 하나 이상의 miRNA들
을 포함하는, 상기 바이오마커들의 세트를 측정하는 것; 및
(2) 모델, 예를 들어 제 47 항의 모델을 사용하여 상기 초기 상태를 추론하는 것
에 의해 추론하는 단계;
(b) 추론하는 단계 후에, 상기 대상체들에 상기 치료 중재술을 투여하는 단계;
(c) 투여하는 단계 후에, 상기 집단 내의 각각의 대상체 개체에서, 상기 신경퇴행성 병태의 후속 상태를,
(1) 데이터세트를 생성하기 위해, 뉴런 유래된 세포외 소포체들, 예를 들어, 마이크로소포체들 또는 엑소솜들에 대해 농축되는 대상체로부터의 생물학적 샘플로부터, 바이오마커들의 세트를 측정하는 것으로서, 상기 바이오마커들의 세트는,
(i) 복수의 상이한 신호전달 키나아제들; 또는
(ii) 다음으로부터 선택된 적어도 2 개의 그룹들로부터의 바이오마커들:
(1) 인산화된 신호전달 키나아제들 및/또는 촉매 효소들로부터 선택된 하나 이상의 효소들,
(2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질들, 및
(3) 하나 이상의 miRNA들
을 포함하는, 상기 바이오마커들의 세트를 측정하는 것; 및
(2) 상기 모델을 이용하여 상기 후속 상태를 추론하는 것
에 의해 추론하는 단계; 및
(d) 상기 집단에서의 초기 및 후속 추론들에 기초하여, 상기 후속 추론들이 상기 초기 추론들에 비해 정상 상태로의 통계적으로 유의한 변화를 나타내는 경우 상기 치료 중재술이 효과적이라고 결정하거나, 상기 후속 추론들이 상기 초기 추론들에 비해 정상 상태로의 통계적으로 유의한 변화를 나타내지 않는 경우 상기 치료 중재술이 효과적이지 않다고 결정하는 단계를 포함하는, 치료 중재술의 유효성을 결정하는 방법. - 제 78 항에 있어서,
상기 치료 중재술은 약물 또는 약물들의 병용물의 투여를 포함하는, 치료 중재술의 유효성을 결정하는 방법. - 제 78 항에 있어서,
상기 집단은 적어도 20, 적어도 50, 적어도 100, 적어도 200, 적어도 500 또는 적어도 1000 의 대상체들을 포함하고, 상기 대상체들의 적어도 20%, 적어도 35%, 적어도 50%, 또는 적어도 75% 는 초기에 상기 단백질의 단량체 형태들의 양들에 대해 상기 단백질의 상기 올리고머 형태들의 양들이 상승되는, 치료 중재술의 유효성을 결정하는 방법. - 제 78 항에 있어서,
상기 대상체들의 적어도 20%, 적어도 25%, 적어도 30%, 또는 적어도 35%, 적어도 50%, 적어도 66%, 적어도 80%, 또는 100% 는 초기에 신경퇴행성 병태의 진단을 받는, 치료 중재술의 유효성을 결정하는 방법. - 제 78 항에 있어서,
상기 추론은 컴퓨터에 의해 실행되는, 치료 중재술의 유효성을 결정하는 방법. - 제 78 항에 있어서,
상기 추론은 컴퓨터에 의해 실행되지 않는, 치료 중재술의 유효성을 결정하는 방법. - 신경퇴행성 병태의 치료 또는 예방을 위한 치료 중재술의 임상 시험을 위해 대상체들에 자격을 부여하는 방법으로서,
a) 대상체가 신경퇴행성 병태와 관련하여 비정상인 것을,
1) 데이터세트를 생성하기 위해, 뉴런 유래된 세포외 소포체들, 예를 들어, 마이크로소포체들 또는 엑소솜들에 대해 농축되는 대상체로부터의 생물학적 샘플로부터, 바이오마커들의 세트를 측정하는 것으로서, 상기 바이오마커들의 세트는,
(i) 복수의 상이한 신호전달 키나아제들; 또는
(ii) 다음으로부터 선택된 적어도 2 개의 그룹들로부터의 바이오마커들:
(A) 인산화된 신호전달 키나아제들 및/또는 촉매 효소들로부터 선택된 하나 이상의 효소들,
(B) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질들, 및
(C) 하나 이상의 miRNA들
을 포함하는, 상기 바이오마커들의 세트를 측정하는 것; 및
(2) 모델, 예를 들어, 제 47 항의 모델을 프로파일 상에 실행하여 상기 대상체가 상기 신경퇴행성 병태와 관련하여 비정상인 것을 추론하는 것
에 의해 결정하는 단계; 및
b) 상기 신경퇴행성 병태에 대한 잠재적인 치료 중재술의 임상 시험에 상기 대상체를 등록하는 단계를 포함하는, 대상체들에 자격을 부여하는 방법. - 제 84 항에 있어서,
상기 모델은 컴퓨터에 의해 실행되는, 대상체들에 자격을 부여하는 방법. - 제 84 항에 있어서,
상기 모델은 컴퓨터에 의해 실행되지 않는, 대상체들에 자격을 부여하는 방법. - 신경퇴행성 병태에 대한 치료 중재술에 관하여 대상체의 진행을 모니터링하는 방법으로서,
(a) 상기 대상체에서, 신경퇴행성 병태의 초기 상태를,
(1) 뉴런 유래된 세포외 소포체들, 예를 들어, 마이크로소포체들 또는 엑소솜들에 대해 농축되는 대상체로부터의 생물학적 샘플로부터, 바이오마커들의 세트의 측정치들을 결정하는 것으로서, 상기 바이오마커들의 세트는,
(i) 복수의 상이한 신호전달 키나아제들; 또는
(ii) 다음으로부터 선택된 적어도 2 개의 그룹들로부터의 바이오마커들:
(A) 인산화된 신호전달 키나아제들 및/또는 촉매 효소들로부터 선택된 하나 이상의 효소들,
(B) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질들, 및
(C) 하나 이상의 miRNA들
을 포함하는, 상기 바이오마커들의 세트의 측정치들을 결정하는 것; 및
(2) 모델, 예를 들어 제 47 항의 모델을 실행하여 상기 신경퇴행성 병태의 초기 상태를 추론하는 것
에 의해 추론하는 단계;
(b) 추론하는 단계 후에, 상기 대상체에 상기 치료 중재술을 투여하는 단계;
(c) 투여하는 단계 후에, 상기 대상체에서, 상기 신경퇴행성 병태의 후속 상태를,
(1) 뉴런 유래 미소체 입자들에 대해 풍부한 대상체로부터의 생물학적 샘플로부터, 복수의 상이한 신호전달 키나아제들 각각의 양들을 포함하는 바이오마커 프로필을 결정하여 데이터 세트를 생성하는 것; 및
(2) 모델, 예를 들어 제 47 항의 모델을 실행하여 상기 신경퇴행성 병태의 후속 상태를 추론하는 것
에 의해 추론하는 단계; 및
(d) 상기 초기 및 후속 상태 추론들에 기초하여, 상기 후속 추론이 상기 초기 추론들에 비해 정상 상태로의 변화를 나타내는 경우 상기 대상체가 상기 치료 중재술에 긍정적으로 반응하고 있다고 결정하거나, 상기 후속 추론들이 상기 초기 추론들에 비해 정상 상태로의 변화를 나타내지 않는 경우 상기 치료 중재술이 효과적이지 않다고 결정하는 단계를 포함하는, 대상체의 진행을 모니터링하는 방법. - 제 87 항에 있어서,
상기 모델은 컴퓨터에 의해 실행되는, 대상체의 진행을 모니터링하는 방법. - 제 87 항에 있어서,
상기 모델은 컴퓨터에 의해 실행되지 않는, 대상체의 진행을 모니터링하는 방법. - (a) 제 66 항의 방법에 의해, 대상체가 신경퇴행성 병태를 가지는 것을 결정하는 단계, 및
(b) 상기 병태를 치료하는데 효과적인 완화적 또는 신경보호적 치료 중재술을 상기 대상체에 투여하는 단계를 포함하는, 방법. - 제 90 항에 있어서,
상기 치료 중재술은 상기 대상체의 바이오마커 프로파일을 정상을 향해 이동시키고, 상기 정상을 향한 이동은 신경보호를 의미하는, 방법. - 바이오마커들의 비정상적 패턴을 갖는 것으로 제 66 항의 방법에 의해 결정된 대상체에게, 병태를 치료하는데 효과적인 완화적 또는 신경보호적 치료 중재술을 투여하는 단계를 포함하는 방법.
- 제 92 항에 있어서,
상기 대상체는 상기 신경퇴행성 병태에 대해 무증상 또는 전임상인, 방법. - 다음 중 하나를 검출하기에 충분한 시약들을 포함하는 키트:
(1) 신호전달 키나아제 및 신경퇴행-관련 단백질의 적어도 하나의 올리고머 형태 중 적어도 하나; 또는
(2) 복수의 상이한 신호전달 키나아제들. - 제 94 항에 있어서,
상기 시약들은 항체들을 포함하는, 키트. - 신경퇴행성 병태의 발병 위험, 진단, 병기, 예후 또는 진행을 추론하는 방법으로서,
a) 데이터세트를 생성하기 위해, 뉴런 유래된 세포외 소포체들, 예를 들어, 마이크로소포체들 또는 엑소솜들에 대해 농축되는 대상체로부터의 생물학적 샘플로부터, 바이오마커들의 세트를 측정하는 단계로서, 상기 바이오마커들의 세트는,
(i) 복수의 상이한 신호전달 키나아제들; 또는
(ii) 다음으로부터 선택된 적어도 2 개의 그룹들로부터의 바이오마커들:
(A) 인산화된 신호전달 키나아제들 및/또는 촉매 효소들로부터 선택된 하나 이상의 효소들,
(B) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질들, 및
(C) 하나 이상의 miRNA들
을 포함하는, 상기 바이오마커들의 세트를 측정하는 단계; 및
b) 상기 데이터세트를 상기 신경퇴행성 병태의 발병 위험, 진단, 병기, 예후 또는 진행과 상관시키는 단계를 포함하는, 신경퇴행성 병태의 발병 위험, 진단, 병기, 예후 또는 진행을 추론하는 방법. - (a) 신경퇴행성 병태를 가지거나 신경퇴행성 병태에 대한 치료에 긍정적으로 반응할 가능성이 있는 대상체를 식별하는 단계로서, 상기 대상체를 식별하는 단계는,
(1) 바이오마커 프로파일을 생성하기 위해, 뉴런 유래된 세포외 소포체에 대해 농축된 상기 대상체로부터의 샘플에서 (예를 들어, 상기 세포외 소포체의 내부 내용물들로부터), 바이오마커들의 세트를 측정하는 것으로서, 상기 바이오마커들의 세트는,
(i) 복수의 상이한 신호전달 키나아제들; 또는
(ii) 다음으로부터 선택된 적어도 2 개의 그룹들로부터의 바이오마커들:
(A) 인산화된 신호전달 키나아제들 및/또는 촉매 효소들로부터 선택된 하나 이상의 효소들,
(B) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질들, 및
(C) 하나 이상의 miRNA들
을 포함하는, 상기 바이오마커들의 세트를 측정하는 것; 및
(2) 비정상적인 바이오마커 프로파일에 기초하여, 상기 대상체가 상기 신경퇴행성 병태로 고통받는 것을 결정하는 것
을 포함하는, 상기 대상체를 식별하는 단계; 및
(b) 식별된 상기 대상체에, 상기 신경퇴행성 병태를 치료하기 위해 유효량의 약학 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 방법. - 제 97 항에 있어서,
상기 신경퇴행성 병태는 시뉴클레인병증성 병태이고, 상기 약학 조성물은 도파민 효현제 (예를 들어, 프라미펙솔 (예를 들어, Mirapex™), 로피니롤 (예를 들어, Requip), 로티고틴 (예를 들어, Neupro), 아포모르핀 (예를 들어, Apokyn)), 레보도파, 카르비도파-레보도파 (예를 들어, Rytary, Sinemet), MAO-B 억제제 (예를 들어, 셀레길린 (예를 들어, Eldepryl, Zelapar) 또는 라사길린 (예를 들어, Azilect)), 카테콜-O-메틸트랜스퍼라제 (COMT) 억제제 (예를 들어, 엔타카폰 (Comtan) 또는 톨카폰 (Tasmar)), 항콜린제 (예를 들어, 벤즈트로핀 (예를 들어, Cogentin) 또는 트리헥시페니딜), 아만타딘 또는 콜린에스터라제 억제제 (예를 들어, 리바스티그민 (Exelon))를 포함하는, 방법. - 제 97 항에 있어서,
시뉴클레인병증성 병태는 파킨슨병인, 방법. - 제 99 항에 있어서,
상기 약학 조성물은 도파민 효현제를 포함하는, 방법. - 제 100 항에 있어서,
상기 약학 조성물은 NK1-길항제를 더 포함하는, 방법. - 제 101 항에 있어서,
상기 도파민 효현제는 6-프로필아미노-4,5,6,7-테트라히드로-1,3-벤조티아졸-2-아민이고 NK1-길항제는 아프레피탄트 또는 롤라피탄트인, 방법. - 제 100 항에 있어서,
상기 약학 조성물은 5HT3-길항제를 더 포함하는, 방법. - 제 103 항에 있어서,
상기 도파민 효현제는 6-프로필아미노-4,5,6,7-테트라히드로-1,3-벤조티아졸-2-아민이고 5HT3 길항제는 온단세트론 히드로클로라이드 이수화물인, 방법. - 신경퇴행성 병태를 표시하는 바이오마커 프로파일을 갖거나 또는 신경퇴행성 병태에 대한 치료에 긍정적으로 반응할 가능성이 있는 것을 특징으로 하는 대상체에게, 상기 신경퇴행성 병태를 치료하기 위한 유효량의 약학 조성물을 투여하는 단계를 포함하는 방법으로서,
바이오마커 패널은 뉴런 유래된 세포외 소포체에 대해 농축된 대상체로부터의 샘플로부터 (예를 들어, 상기 세포외 소포체의 내부 내용물들로부터) 측정되는 하나 또는 복수의 신호전달 키나아제들 및, 옵션적으로, 신경퇴행-관련 단백질의 적어도 하나의 올리고머 형태를 포함하는 바이오마커들의 세트를 포함하는, 방법. - 제 105 항에 있어서,
상기 신경퇴행성 병태는 파킨슨병이고, 상기 약학 조성물은 도파민 효현제를 포함하는, 방법. - 다음 중 하나를 검출하기에 충분한 시약들을 포함하는 키트:
(1) 신호전달 키나아제 중 적어도 하나,
(2) 적어도 하나의 촉매 효소,
(3) 신경퇴행-관련 단백질의 적어도 하나의 올리고머 형태, 및
(4) 적어도 하나의 miRNA. - 적어도 하나의 프로세서 및 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행하기 위한 적어도 하나의 프로그램을 저장하는 메모리를 포함하는 컴퓨터 시스템에서,
a) 적어도 25, 50, 100, 200, 500 또는 1000 의 대상체들 각각으로부터의 생물학적 샘플로부터 복수의 바이오마커들에 대한 전자 형태의 바이오마커 데이터를 획득하는 단계로서,
(i) 상기 대상체들은 (i) 하나 또는 복수의 상이한 질환 병기들 각각에서 신경퇴행성 병태로 진단된 복수의 대상자들로서, 상기 진단된 대상체들 각각은 추정 신경보호제를 수신한, 상기 복수의 대상체들, 및 (ii) 상기 신경퇴행성 병태로 진단되지 않은 복수의 대조군 대상체들을 포함하고;
(ii) 상기 샘플들은 뉴런 유래 엑소솜들에 대해 농축되고; 그리고
(iii) 상기 바이오마커 데이터는,
(i) 복수의 상이한 신호전달 키나아제들; 또는
(ii) 다음으로부터 선택된 적어도 2 개의 그룹들로부터의 바이오마커들:
(1) 인산화된 신호전달 키나아제들 및/또는 촉매 효소들로부터 선택된 하나 이상의 효소들,
(2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질들, 및
(3) 하나 이상의 miRNA들
의 측정치들을 포함하는, 상기 바이오마커 데이터를 획득하는 단계;
b) 컴퓨터 로직을 사용하여, 모델을 생성하기 위해 학습 알고리즘을 실행하는 단계로서, 상기 모델은,
(i) 시간에 걸쳐 개별 대상체들에서 질환 진행 속도 또는 상기 추정 신경보호제에 대한 반응의 정도를 예측하거나; 또는
(ii) 상이한 대상체들 사이에서 (1) 병원성 진단을 행하거나, (2) 임상적으로 유사하지만 병리학적으로 상이한 신경퇴행성 장애 하위 그룹들을 분리하거나, 또는 (3) 대상체가 상기 추정 신경보호제에 반응할 가능성이 있는지의 여부 또는 정도를 예측하는, 상기 학습 알고리즘을 실행하는 단계를 포함하는, 방법. - 적어도 하나의 프로세서 및 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행하기 위한 적어도 하나의 프로그램을 저장하는 메모리를 포함하는 컴퓨터 시스템에서,
a) 대상체로부터의 생물학적 샘플로부터 복수의 바이오마커들에 대한 전자 형태의 바이오마커 데이터를 획득하는 단계로서,
(i) 상기 샘플들은 뉴런 유래 엑소솜들에 대해 농축되고; 그리고
(ii) 상기 바이오마커 데이터는,
(i) 복수의 상이한 신호전달 키나아제들; 또는
(ii) 다음으로부터 선택된 적어도 2 개의 그룹들로부터의 바이오마커들:
(1) 인산화된 신호전달 키나아제들 및/또는 촉매 효소들로부터 선택된 하나 이상의 효소들,
(2) 단량체 또는 올리고머 형태의 하나 이상의 신경퇴행-관련 단백질들, 및
(3) 하나 이상의 miRNA들
의 측정치들을 포함하는, 상기 바이오마커 데이터를 획득하는 단계;
b) 컴퓨터 로직을 사용하여, 모델을 실행하는 단계로서, 상기 모델은,
(i) 시간에 걸쳐 개별 대상체들에서 질환 진행 속도 또는 추정 신경보호제에 대한 반응의 정도를 예측하거나; 또는
(ii) 상이한 대상체들 사이에서 (1) 병원성 진단을 행하거나, (2) 임상적으로 유사하지만 병리학적으로 상이한 신경퇴행성 장애 하위 그룹들을 분리하거나, 또는 (3) 대상체가 상기 추정 신경보호제에 반응할 가능성이 있는지의 여부 또는 정도를 예측하는, 상기 모델을 실행하는 단계; 및
c) 상기 예측을 상기 대상체에 의해 액세스가능한 전자 디바이스에 출력하는 단계를 포함하는, 방법.
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