RU2606591C1 - Method of early pre-clinical diagnosis of parkinson's disease - Google Patents

Method of early pre-clinical diagnosis of parkinson's disease Download PDF

Info

Publication number
RU2606591C1
RU2606591C1 RU2015131846A RU2015131846A RU2606591C1 RU 2606591 C1 RU2606591 C1 RU 2606591C1 RU 2015131846 A RU2015131846 A RU 2015131846A RU 2015131846 A RU2015131846 A RU 2015131846A RU 2606591 C1 RU2606591 C1 RU 2606591C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
disease
parkinson
concentration
diagnosed
dopa
Prior art date
Application number
RU2015131846A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Вениаминович Угрюмов
Разина Рамазановна Нигматуллина
Зулейха Абдуллазяновна Залялова
Александр Робертович Ким
Владимир Сергеевич Кудрин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН
Priority to RU2015131846A priority Critical patent/RU2606591C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2606591C1 publication Critical patent/RU2606591C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention relates to medicine, namely to neurology, and can be used for diagnosis of Parkinson's disease at pre-clinical stage. Essence of method is that by method of HPLC following concentrations are determined in blood plasma: noradrenaline (NA), dopamine (DA), 3,4-dioxyphenylalanine (L-DOPA), 3,4-dioxyphenylacetic acid (DOPAA), comparison of concentration values with concentration preliminarily measured in healthy people. At reducing concentration by 57–67 % shaking form is diagnosed. At reducing concentration of noradrenaline by 80–90 % rigid form is diagnosed. At reducing concentration of DA in blood plasma by 69–79 % rigid form is diagnosed. At reducing concentration of L-DOPA by 57–67 % shaking form of Parkinson's disease is diagnosed. At reduction of L-DOPA by 78–88 % rigid form is diagnosed. At reducing concentration of DOPAA by 69–79 % rigid form of Parkinson's disease is diagnosed.
EFFECT: use of method enables high-accuracy diagnosing of various forms of Parkinson's disease at pre-clinical stage.
1 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к медицине, в частности к неврологии, и может быть использовано для диагностики болезни Паркинсона (БП) на ранней доклинической стадии.The invention relates to medicine, in particular to neurology, and can be used to diagnose Parkinson's disease (PD) at an early preclinical stage.

Известен способ оценки функционального состояния центральной нервной системы, который, как и предлагаемый способ, может быть использован для ранней диагностики хронических заболеваний центральной нервной системы (Патент РФ №2039524). Сущность методики заключается в том, что регистрируют электроэнцефалограммы (ЭЭГ), выделяют определенные ритмы с последующей математической обработкой и оценкой активности мозга.A known method for assessing the functional state of the central nervous system, which, like the proposed method, can be used for early diagnosis of chronic diseases of the central nervous system (RF Patent No. 2039524). The essence of the technique is that electroencephalograms (EEGs) are recorded, certain rhythms are distinguished, followed by mathematical processing and assessment of brain activity.

Недостатками является то, что ЭЭГ дает интегральную характеристику активности мозга и из нее, даже с помощью современных математических подходов, крайне сложно вычленить диагностические маркеры, соответствующие болезни Паркинсона. Следствием этого является низкая точность постановки диагноза, что не позволяет применять адекватные способы лечения. Кроме того, данный способ не позволяет дифференцировать две основные клинические формы болезни Паркинсона - ригидную и дрожательную.The disadvantages are that EEG provides an integral characteristic of brain activity and from it, even with the help of modern mathematical approaches, it is extremely difficult to isolate diagnostic markers corresponding to Parkinson's disease. The consequence of this is the low accuracy of diagnosis, which does not allow the use of adequate methods of treatment. In addition, this method does not allow to differentiate between two main clinical forms of Parkinson's disease - rigid and tremulous.

Известен также способ дифференциальной диагностики нейродегенеративных заболеваний у больных с проявлениями деменции, в том числе при болезни Паркинсона. Способ заключается в том, что проводят исследования вызванных потенциалов Р300 с использованием вербальных и невербальных стимулов. Далее при наличии равномерно сниженных значений амплитуд потенциала Р300 по лобным и теменным отведениям делают вывод о деменции коркового типа (Патент РФ №2228708). Однако данный способ не используется для диагностики заболевания на доклинической стадии, а следовательно, не позволяет осуществить профилактическое лечение. Кроме того, данная методика является весьма трудоемкой.There is also a method of differential diagnosis of neurodegenerative diseases in patients with manifestations of dementia, including Parkinson's disease. The method consists in conducting studies of evoked potentials of P300 using verbal and non-verbal stimuli. Further, in the presence of uniformly reduced values of the amplitudes of the potential P300 in the frontal and parietal leads, a conclusion is made about dementia of the cortical type (RF Patent No. 2228708). However, this method is not used to diagnose the disease at the preclinical stage, and therefore does not allow for preventive treatment. In addition, this technique is very time-consuming.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ ранней диагностики болезни Паркинсона (заявка № WO 2011152699 [А2]), заключающийся в биохимической оценке уровня дофамина-хинона - продукта спонтанного окисления дофамина - в плазме крови испытуемого больного. В отличие от способов, известных по патентам РФ №№2039524; 2039524, данный способ является легковоспроизводимым и позволяет провести раннюю диагностику болезни Паркинсона.Closest to the proposed invention is a method for the early diagnosis of Parkinson's disease (application No. WO 2011152699 [A2]), which consists in a biochemical assessment of the level of dopamine-quinone - the product of spontaneous oxidation of dopamine - in the blood plasma of the test patient. In contrast to the methods known from the patents of the Russian Federation No. 2039524; 2039524, this method is reproducible and allows for the early diagnosis of Parkinson's disease.

К недостаткам данного способа можно отнести низкую точность постановки диагноза, поскольку при исследовании плазмы крови оценивается только дофамин-хинон - продукт спонтанного окисления дофамина (ДА), а не сами дофамины или прочие катехоламины, например, норадреналин (НА), и их функционально значимые метаболиты - 3,4-диоксифенилаланин (L-ДОФА) и диоксифенилуксусная кислота (ДОФУК). Кроме того, при разработке данного способа анализировалась только плазма крови пациентов с диагностированной болезнью Паркинсона, т.е. на клинической стадии, что не позволяет однозначно судить о воспроизводимости полученных результатов и для доклинической стадии заболевания.The disadvantages of this method include the low accuracy of diagnosis, since in the study of blood plasma only dopamine-quinone, a product of spontaneous oxidation of dopamine (DA), is evaluated, and not dopamine or other catecholamines themselves, for example, norepinephrine (HA), and their functionally significant metabolites - 3,4-dioxiphenylalanine (L-DOPA) and dioxiphenylacetic acid (DOPUK). In addition, when developing this method, only the blood plasma of patients with diagnosed Parkinson's disease was analyzed, i.e. at the clinical stage, which does not allow us to unambiguously judge the reproducibility of the results obtained for the preclinical stage of the disease.

Задача, которую решает предлагаемое изобретение, - это своевременная легкодоступная ранняя доклиническая диагностика болезни Паркинсона с возможностью дифференциации двух основных форм болезни Паркинсона - ригидной и дрожательной. Предлагаемая диагностика основана на комплексном анализе состава плазмы крови у больных на ранней клинической стадии.The task that the invention solves is a timely, readily available early preclinical diagnosis of Parkinson's disease with the possibility of differentiating two main forms of Parkinson's disease - rigid and tremulous. The proposed diagnosis is based on a comprehensive analysis of blood plasma composition in patients at an early clinical stage.

Поставленная задача решается с помощью проведения диагностического теста методом оценки в плазме крови биомаркеров, являющихся прямыми показателями патологических изменений в метаболизме катехоламинов в масштабах целостного организма.The problem is solved by conducting a diagnostic test by evaluating plasma biomarkers in blood plasma, which are direct indicators of pathological changes in the metabolism of catecholamines in the whole organism.

Создание теста основано на представлениях о том, что первые клинические проявления нарушений двигательной функции (моторные симптомы болезни Паркинсона) проявляются только после дегенерации большинства дофаминергических нейронов нигростриатной системы и вызванной этим денервации стриатума. При этом в процессе дегенерации нейронов включаются компенсаторные механизмы пластичности мозга, которые предотвращают проявление клинических моторных симптомов на протяжении десятков лет, а следовательно, исключают возможность ранней симптоматической диагностики заболевания. Однако в последние годы показано, что болезнь Паркинсона является системным заболеванием, причем немоторные проявления патологического процесса (нарушения работы сердца, желудочно-кишечного тракта, обонятельных рецепторов) проявляются гораздо раньше, чем нарушения моторной функции. Катехоламины и метаболиты легко диффундируют в общую систему циркуляции из катехоламинергических нейронов периферической нервной системы, а при болезни Паркинсона, в условиях нарушения гематоэнцефалического барьера, еще и из нейронов центральной нервной системы. При этом следует ожидать, что деградации центральных и периферических катехоламинергических нейронов у больных приведет к изменению содержания катехоламинов и метаболитов в плазме крови.The creation of the test is based on the notion that the first clinical manifestations of impaired motor function (motor symptoms of Parkinson's disease) appear only after the degeneration of most dopaminergic neurons of the nigrostriatal system and the striatum denervation caused by this. At the same time, in the process of neuronal degeneration, compensatory mechanisms of brain plasticity are activated, which prevent the onset of clinical motor symptoms for decades, and therefore exclude the possibility of early symptomatic diagnosis of the disease. However, in recent years, it has been shown that Parkinson's disease is a systemic disease, and non-motor manifestations of the pathological process (impaired functioning of the heart, gastrointestinal tract, olfactory receptors) appear much earlier than impaired motor function. Catecholamines and metabolites easily diffuse into the general circulation system from catecholaminergic neurons of the peripheral nervous system, and in Parkinson's disease, in conditions of violation of the blood-brain barrier, also from neurons of the central nervous system. It should be expected that the degradation of central and peripheral catecholaminergic neurons in patients will lead to a change in the content of catecholamines and metabolites in the blood plasma.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в проведении диагностического теста путем сравнения состава образцов плазмы крови, полученных у испытуемого пациента с соответствующими показателями, полученными предварительно у здоровых людей, представляющих контрольную группу.The essence of the invention is to conduct a diagnostic test by comparing the composition of blood plasma samples obtained from the test patient with the corresponding indicators obtained previously from healthy people representing the control group.

При проведении предложенного диагностического теста у испытуемого производят забор образцов плазмы крови и проводят биохимический анализ этих образцов с помощью метода высокоэффективной жидкостной хроматографии с электрохимической детекцией. При этом вместо измерения концентрации дофамина-хинона - продукта спонтанного окисления дофамина - измеряют концентрацию основных катехоламинов: норадреналина (НА) и дофамина (ДА), а также их функционально значимых метаболитов: L-ДОФА и ДОФУК. Измеренные концентрации упомянутых веществ в плазме крови испытуемого затем сравниваются с такими значениями параметров, как концентрация норадреналина (НА), дофамина (ДА), L-ДОФА и ДОФУК, предварительно определенными у здоровых людей. В случае значительных отличий концентраций определяемых веществ у испытуемого по сравнению со значениями в норме делается вывод о включении обследованного в группу риска по болезни Паркинсона, а также о форме этого заболевания - дрожательной или ригидной.When carrying out the proposed diagnostic test, a sample of blood plasma is taken from the subject and a biochemical analysis of these samples is carried out using high performance liquid chromatography with electrochemical detection. In this case, instead of measuring the concentration of dopamine-quinone - the product of the spontaneous oxidation of dopamine - the concentration of the main catecholamines: norepinephrine (HA) and dopamine (DA), as well as their functionally significant metabolites: L-DOPA and DOPUK, is measured. The measured concentrations of the substances in the blood plasma of the test subject are then compared with parameters such as the concentration of norepinephrine (HA), dopamine (DA), L-DOPA and DOPUK, previously determined in healthy people. In the case of significant differences in the concentrations of the substances being determined in the test person compared with the values in the norm, a conclusion is drawn about the inclusion of the examined in the risk group for Parkinson's disease, as well as about the form of this disease - tremulous or rigid.

Проведение комплексного сравнительного анализа позволяет с высокой вероятностью поставить диагноз на доклинической стадии болезни Паркинсона с определением формы заболевания с целью применения адекватных способов лечения. Комплексный сравнительный анализ показывает, что характерной особенностью болезни Паркинсона у испытуемых пациентов является существенное снижение концентрации норадреналина (НА), дофамина (ДА), L-ДОФА и ДОФУК в плазме крови у больных с ригидной формой болезни Паркинсона по сравнению со значениями в норме, и существенное снижение концентрации норадреналина (НА) и L-ДОФА в плазме крови у больных с дрожательной формой болезни Паркинсона по сравнению со значениями в норме.Conducting a comprehensive comparative analysis makes it possible to make a diagnosis at the preclinical stage of Parkinson's disease with the definition of the form of the disease in order to use adequate methods of treatment. A comprehensive comparative analysis shows that a characteristic feature of Parkinson's disease in the tested patients is a significant decrease in the concentration of norepinephrine (HA), dopamine (DA), L-DOPA and DOPUK in blood plasma in patients with a rigid form of Parkinson's disease compared with normal values, and a significant decrease in the concentration of norepinephrine (HA) and L-DOPA in blood plasma in patients with a tremulous form of Parkinson's disease compared to normal values.

Перечень чертежей и их краткое описание.The list of drawings and their brief description.

Фиг. 1 - Концентрация норадреналина (НА) в плазме крови у нелеченых больных на ранней стадии дрожательной или ригидной формы болезни Паркинсона.FIG. 1 - The concentration of norepinephrine (ON) in blood plasma in untreated patients at an early stage of a tremulous or rigid form of Parkinson's disease.

Фиг. 2 - Концентрация дофамина (ДА) в плазме крови у нелеченых больных на ранней стадии дрожательной или ригидной формы болезни Паркинсона.FIG. 2 - The concentration of dopamine (DA) in blood plasma in untreated patients at an early stage of a tremulous or rigid form of Parkinson's disease.

Фиг. 3 - Концентрация 3,4-диоксифенилаланина (L-ДОФА) в плазме крови у нелеченых больных на ранней стадии дрожательной или ригидной формы болезни Паркинсона.FIG. 3 - The concentration of 3,4-dioxiphenylalanine (L-DOPA) in blood plasma in untreated patients at an early stage of a tremulous or rigid form of Parkinson's disease.

Фиг. 4 - Концентрация 3,4-диоксифенилуксусной кислоты (ДОФУК) в плазме крови у нелеченых больных на ранней стадии дрожательной или ригидной формы болезни Паркинсона.FIG. 4 - The concentration of 3,4-dioxiphenylacetic acid (DOPUK) in blood plasma in untreated patients at an early stage of a tremulous or rigid form of Parkinson's disease.

Фиг. 5 - Концентрация дофамина (ДА) в плазме крови у мышей в контроле и на моделях доклинической и ранней клинической стадии болезни Паркинсона.FIG. 5 - The concentration of dopamine (DA) in blood plasma in mice in the control and on models of preclinical and early clinical stages of Parkinson's disease.

Фиг. 6 - Концентрация 3,4-диоксифенилаланина (L-ДОФА) в плазме крови у мышей в контроле и на моделях доклинической и ранней клинической стадии болезни Паркинсона.FIG. 6 - Concentration of 3,4-dioxiphenylalanine (L-DOPA) in blood plasma in mice in the control and in preclinical and early clinical models of Parkinson's disease.

Фиг. 7 - Концентрация 3,4-диоксифенилуксусной кислоты (ДОФУК) в плазме крови у мышей в контроле и на моделях доклинической и ранней клинической стадии болезни Паркинсона.FIG. 7 - The concentration of 3,4-dioxiphenylacetic acid (DOPUK) in the blood plasma in mice in the control and in models of the preclinical and early clinical stages of Parkinson's disease.

Предлагаемый способ доклинической диагностики болезни Паркинсона осуществляется следующим образом. Кровь для определения катехоламинов отбирается у испытуемых в положении лежа. Кровь из локтевой вены (около 10 мл) собирается в охлаждаемую льдом пластиковую пробирку, содержащую 200 мкл 5% ЭДТА с 100 мкл 10% метабисульфита калия, осторожно перемешивается и сразу центрифугируется со скоростью 2500 об/мин при 4°C в течение 20 минут. Полученная плазма (супернатант) отбирается, замораживается и хранится до начала биохимических исследований (не более 60 дней) при -70°C.The proposed method for preclinical diagnosis of Parkinson's disease is as follows. Blood for the determination of catecholamines is taken from the subjects in the supine position. Blood from the cubital vein (about 10 ml) is collected in an ice-cooled plastic tube containing 200 μl of 5% EDTA with 100 μl of 10% potassium metabisulfite, carefully mixed and immediately centrifuged at a speed of 2500 rpm at 4 ° C for 20 minutes. The resulting plasma (supernatant) is taken, frozen and stored until the start of biochemical studies (no more than 60 days) at -70 ° C.

Для определения содержания катехоламинов и их метаболитов используется высокочувствительный и селективный метод высокоэффективной жидкостной хроматографии с электрохимическим детектированием (ВЭЖХ-ЭД). Разделение анализируемых веществ производится с помощью обратно-фазовой хроматографии на колонках с сорбентом С-18 (4×100 мм, диаметр частиц 3 мкм) при температуре 23°C в условиях постоянного давления в подвижной фазе следующего состава: 0,1 М цитратно-фосфатный буфер, 0,3 мМ октансульфат натрия, 0,1 мМ ЭДТА и 8% ацетонитрил, рН 2,2. Потенциал стеклоуглеродного электрода электрохимического детектора равен +0,85 В, скорость потока - 1 мл/мин, температура колонки - 30°C. Концентрации норадреналина (НА), адреналина, дофамина (ДА), L-ДОФА и ДОФУК рассчитываются по площадям хроматографических пиков методом внутреннего стандарта.To determine the content of catecholamines and their metabolites, a highly sensitive and selective method of high performance liquid chromatography with electrochemical detection (HPLC-ED) is used. The analytes are separated by reverse phase chromatography on columns with an S-18 sorbent (4 × 100 mm, particle diameter 3 μm) at a temperature of 23 ° C under constant pressure in the mobile phase of the following composition: 0.1 M citrate-phosphate buffer, 0.3 mm sodium octanesulfate, 0.1 mm EDTA and 8% acetonitrile, pH 2.2. The potential of the glassy carbon electrode of the electrochemical detector is +0.85 V, the flow rate is 1 ml / min, and the column temperature is 30 ° C. The concentrations of norepinephrine (HA), adrenaline, dopamine (DA), L-DOPA and DOPUK are calculated from the areas of chromatographic peaks using the internal standard method.

Каждый из результатов анализа крови: концентрации норадреналина (НА), дофамина (ДА), L-ДОФА и ДОФУК является самостоятельным биомаркером, позволяющим диагностировать болезнь Паркинсона и определить обе или одну из форм заболевания. Снижение концентрации норадреналина (НА) в плазме крови на 57-67% является маркером дрожательной формы болезни Паркинсона. Снижение концентрации норадреналина (НА) на 80-90% - маркер ригидной формы болезни Паркинсона. Снижение концентрации дофамина (ДА) в плазме крови на 69-79% также является маркером ригидной формы болезни Паркинсона. Снижение концентрации L-ДОФА на 57-67% является маркером дрожательной формы болезни Паркинсона, а на 78-88% - маркером ригидной формы. Снижение концентрации ДОФУК на 69-79% является маркером ригидной формы болезни Паркинсона. Наибольшая точность постановки диагноза достигается при использовании комплексной оценки всех 4 показателей.Each of the results of a blood test: concentrations of norepinephrine (HA), dopamine (DA), L-DOPA and DOPUK is an independent biomarker that allows you to diagnose Parkinson's disease and determine both or one of the forms of the disease. A decrease in plasma concentration of norepinephrine (HA) by 57-67% is a marker of the tremulous form of Parkinson's disease. A decrease in the concentration of norepinephrine (HA) by 80-90% is a marker of the rigid form of Parkinson's disease. A 69-79% decrease in plasma dopamine (DA) concentration in blood plasma is also a marker of the rigid form of Parkinson's disease. A decrease in the concentration of L-DOPA by 57-67% is a marker of the tremulous form of Parkinson's disease, and by 78-88% it is a marker of the rigid form. A 69-79% decrease in the concentration of DOPUK is a marker of the rigid form of Parkinson's disease. The greatest accuracy of the diagnosis is achieved using a comprehensive assessment of all 4 indicators.

В сомнительных случаях уточнение диагноза осуществляется с помощью позитронно-эмиссионной томографии.In doubtful cases, the diagnosis is clarified using positron emission tomography.

Следующие примеры иллюстрируют данный способ.The following examples illustrate this method.

В исследовании приняли участие 20 нелеченых пациентов с недавно диагностированной в ходе неврологического обследования ранней клинической стадией болезни Паркинсона, среди которых 10 человек с дрожательной формой (7 женщин/3 мужчин, средний возраст 60,7 года), 10 - с ригидной (4 женщины/6 мужчин, средний возраст 57,8 лет). Стадии развития заболевания по пятибалльной шкале Хена и Яра для больных с дрожательной формой болезни Паркинсона в среднем были равны 1,5, а для больных с ригидной формой - 1,65. В группу контроля вошли 14 человек (12 женщин/2 мужчин, средний возраст 55,36 лет).The study involved 20 untreated patients with newly diagnosed early clinical stage of Parkinson's disease during a neurological examination, including 10 people with a tremulous form (7 women / 3 men, average age 60.7 years), 10 - with a rigid one (4 women / 6 men, average age 57.8 years). The stages of the development of the disease on a five-point Hen and Yar scale for patients with a tremulous form of Parkinson's disease were on average 1.5, and for patients with a rigid form - 1.65. The control group included 14 people (12 women / 2 men, average age 55.36 years).

Исследование было выполнено на базе Госпиталя для ветеранов войн. Подбор пациентов для исследования проводился сотрудниками Центра экстрапирамидной патологии г. Казани. На проведение исследований получено разрешение этического комитета Минздрава Республики Татарстан. Все испытуемые подписали информированное согласие на участие в исследовании.The study was carried out on the basis of the Hospital for War Veterans. The selection of patients for the study was carried out by employees of the Center for extrapyramidal pathology in Kazan. To conduct research, permission was obtained from the ethics committee of the Ministry of Health of the Republic of Tatarstan. All subjects signed informed consent to participate in the study.

Концентрация норадреналина (НА) в плазме крови у пациентов как при дрожательной, так и при ригидной форме была гораздо ниже, чем в контрольной группе - в среднем соответственно на 62% и 84% (Фиг. 1). Более того, у больных с ригидной формой болезни Паркинсона концентрация норадреналина (НА) статистически достоверно ниже, чем у больных с дрожательной формой (Фиг. 1). Концентрация дофамина (ДА) в крови у пациентов с ригидной формой болезни Паркинсона была снижена на 74% в среднем по сравнению с контролем (Фиг. 2). Несмотря на то, что по средним значениям концентрация дофамина (ДА) в крови у больных с дрожательной формой выше, чем у испытуемых в контроле, достоверные различия отсутствуют из-за больших индивидуальных различий у больных с дрожательной формой. Тем не менее, концентрация дофамина (ДА) у больных с дрожательной формой многократно выше, чем у больных с ригидной формой (Фиг. 2). Концентрации L-ДОФА была снижена по сравнению с контролем при обеих формах болезни Паркинсона, однако при ригидной форме в большей степени, чем при дрожательной форме - соответственно на 83% и на 62% (Фиг. 3). Концентрация ДОФУК - продукта деградации дофамина (ДА), у больных с ригидной формой болезни Паркинсона была ниже на 75%, чем в группе контроля и у больных с дрожательной формой. При этом концентрация ДОФУК у больных с дрожательной формой была такая же, как и в контрольной группе (Фиг. 4).The concentration of norepinephrine (HA) in the blood plasma in patients with both tremulous and rigid form was much lower than in the control group - on average, by 62% and 84%, respectively (Fig. 1). Moreover, in patients with a rigid form of Parkinson's disease, the concentration of norepinephrine (HA) is statistically significantly lower than in patients with a tremulous form (Fig. 1). The concentration of dopamine (DA) in the blood of patients with a rigid form of Parkinson's disease was reduced by 74% on average compared with the control (Fig. 2). Despite the fact that the average concentration of dopamine (DA) in the blood in patients with a tremulous form is higher than that of the subjects in the control, there are no significant differences due to large individual differences in patients with a tremulous form. However, the concentration of dopamine (DA) in patients with a tremulous form is many times higher than in patients with a rigid form (Fig. 2). The concentration of L-DOPA was reduced compared with the control for both forms of Parkinson's disease, however, with a rigid form to a greater extent than with a tremulous form, respectively, by 83% and 62% (Fig. 3). The concentration of DOPUK, a product of dopamine degradation (DA), was 75% lower in patients with a rigid form of Parkinson's disease than in the control group and in patients with a tremulous form. Moreover, the concentration of DOPUK in patients with a tremulous form was the same as in the control group (Fig. 4).

Таким образом, проведенные клинические исследования показали наличие существенных изменений (уменьшения) концентрации катехоламинов и их метаболитов в плазме крови у нелеченых пациентов с дрожательной и ригидной формами болезни Паркинсона по сравнению друг с другом и с нормой.Thus, clinical studies showed the presence of significant changes (decreases) in the concentration of catecholamines and their metabolites in blood plasma in untreated patients with tremulous and rigid forms of Parkinson's disease compared with each other and with the norm.

Комплекс медицинского оборудования при проведении диагностического теста состоял из охлаждающей центрифуги для отделения плазмы крови, низкотемпературного холодильника для хранения замороженных образцов и жидкостного хроматографа с электрохимическим детектором для измерения концентрации катехоламинов.The complex of medical equipment during the diagnostic test consisted of a cooling centrifuge for separating blood plasma, a low-temperature refrigerator for storing frozen samples and a liquid chromatograph with an electrochemical detector for measuring the concentration of catecholamines.

Клиническим исследованиям предшествовало исследование на экспериментальных моделях болезни Паркинсона у животных. Моделирование болезни Паркинсона проводилось с помощью введения 1-метил-4-фенил-1,2,3,6-тетрагидропиридина (МФТП) - предшественника специфического нейротоксина катехоламинергических нейронов, который в мозге превращается в МПП+ - непосредственно нейротоксин. В опытах было использовано 27 самцов мышей линии C57BL/6N, возрастом 2-2,5 месяца и весом 22-26 г. Модель доклинической (n=9) стадии болезни Паркинсона воспроизводили двукратным подкожным введением МФТП (здесь и далее все реактивы - Sigma, США), в разовой дозе 8 мг/кг, модель ранней клинической стадии болезни Паркинсона (n=9) - четырехкратным введением МФТП в разовой дозе 10 мг/кг. В обоих случаях интервал между инъекциями составлял 2 часа. Контрольным животным (n=9) вводили физраствор по аналогичной схеме. Через 2 недели животных декапитировали с предварительной дислокацией шейных позвонков и собирали кровь в пробирки, в которые добавляли 5% ЭДТА и 10% метабисульфит натрия. Далее кровь центрифугировали в течение 10 мин при 400 g и 4°C, к отобранной плазме добавляли раствор внутреннего стандарта 3,4-дигидроксибензиламина (ДГБА) до конечной концентрации 25 пмоль/мл, после чего еще раз центрифугировали в течение 10 минут при 2000 g и 4°C. Отобранный супернатант замораживали в жидком азоте и хранили при -70°C до последующего измерения катехоламинов. Катехоламины плазмы крови осаждали на оксиде алюминия, после чего измеряли их концентрацию методом обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии с электрохимической детекцией с использованием хроматографа LC-20ADsp (Shimadzu, Япония) и детектора Decade II (Antec, Нидерланды). Разделение проводили на 4×100 мм колонке Reprosil-Pur С18, 3 мкм (Dr. Maisch, Германия) в подвижной фазе следующего состава: 0,1 М цитратно-фосфатный буфер, 0,3 мМ октансульфат натрия, 0,1 мМ ЭДТА и 8% ацетонитрил, рН 2,2. Потенциал стеклоуглеродного электрода был равен +0,85 В, скорость потока - 1 мл/мин, температура колонки - 30°C. Концентрации норадреналина (НА), адреналина, дофамина (ДА), L-ДОФА и ДОФУК рассчитывали по площадям хроматографических пиков методом внутреннего стандарта.Clinical studies were preceded by experimental animal models of Parkinson's disease. Parkinson's disease was simulated by introducing 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP), the precursor of specific neurotoxin of catecholaminergic neurons, which in the brain turns into MPP + - directly neurotoxin. In the experiments, 27 male C57BL / 6N mice were used, 2-2.5 months old and weighing 22-26 g. The model of the preclinical (n = 9) stage of Parkinson's disease was reproduced by double subcutaneous administration of MPTP (hereinafter all reagents - Sigma, USA), in a single dose of 8 mg / kg, a model of the early clinical stage of Parkinson's disease (n = 9) - four-time administration of MPTP in a single dose of 10 mg / kg. In both cases, the interval between injections was 2 hours. Control animals (n = 9) were injected with saline according to a similar scheme. After 2 weeks, the animals were decapitated with a preliminary dislocation of the cervical vertebrae and blood was collected in test tubes to which 5% EDTA and 10% sodium metabisulfite were added. Then, the blood was centrifuged for 10 min at 400 g and 4 ° C, a solution of the internal standard 3,4-dihydroxybenzylamine (DHBA) was added to the selected plasma to a final concentration of 25 pmol / ml, after which it was again centrifuged for 10 minutes at 2000 g and 4 ° C. The selected supernatant was frozen in liquid nitrogen and stored at -70 ° C until further measurement of catecholamines. Blood plasma catecholamines were deposited on alumina, and then their concentration was measured by reverse phase high performance liquid chromatography with electrochemical detection using an LC-20ADsp chromatograph (Shimadzu, Japan) and a Decade II detector (Antec, Netherlands). Separation was carried out on a Reprosil-Pur C18, 3 μm 4 × 100 mm column (Dr. Maisch, Germany) in the mobile phase of the following composition: 0.1 M citrate-phosphate buffer, 0.3 mm sodium octanesulfate, 0.1 mm EDTA and 8% acetonitrile, pH 2.2. The potential of the glassy carbon electrode was +0.85 V, the flow rate was 1 ml / min, and the column temperature was 30 ° C. The concentrations of norepinephrine (HA), adrenaline, dopamine (DA), L-DOPA and DOPUK were calculated by the areas of chromatographic peaks using the internal standard method.

На модели доклинической стадии болезни Паркинсона концентрация дофамина в плазме крови была снижена на 50% (Фиг. 5), а L-ДОФА - на 40% по сравнению с контролем (Фиг. 6), в то время как на модели ранней клинической стадии концентрация L-ДОФА была снижена на 51% (Фиг. 6), концентрация дофамина (ДА) не была снижена (Фиг. 5), а концентрация ДОФУК понизилась на 68% (Фиг. 7). Обнаруженное в плазме крови снижение уровня метаболитов дофамина (ДА) на модели ранней клинической стадии болезни Паркинсона хорошо согласуется с результатами, полученными при анализе крови у нелеченых больных, страдающих от ригидной формы болезни Паркинсона. Учитывая, что изменения, обнаруженные на моделях доклинической и ранней стадий болезни Паркинсона, не полностью соответствуют друг другу, и не все изменения, наблюдаемые в крови у больных на ранней клинической стадии болезни Паркинсона, могут служить потенциальными биомаркерами на доклинической стадии заболевания, то это повышает значимость предлагаемого подхода к комплексной оценке целой группы физиологически взаимосвязанных маркеров.In the model of the preclinical stage of Parkinson's disease, the plasma dopamine concentration was reduced by 50% (Fig. 5), and L-DOPA by 40% compared with the control (Fig. 6), while in the model of the early clinical stage, the concentration L-DOPA was reduced by 51% (Fig. 6), the concentration of dopamine (YES) was not reduced (Fig. 5), and the concentration of DOPAK decreased by 68% (Fig. 7). The decrease in the level of dopamine metabolites (DA) found in blood plasma in a model of the early clinical stage of Parkinson's disease is in good agreement with the results obtained from blood analysis in untreated patients suffering from a rigid form of Parkinson's disease. Given that the changes found in the models of preclinical and early stages of Parkinson's disease are not completely consistent with each other, and not all changes observed in the blood in patients at the early clinical stage of Parkinson's disease can serve as potential biomarkers at the preclinical stage of the disease, this increases the significance of the proposed approach to a comprehensive assessment of a whole group of physiologically related markers.

Таким образом, на экспериментальных моделях доклинической и ранней клинической стадий болезни Паркинсона продемонстрировано существенное снижение уровня катехоламинов и их метаболитов, что в значительной степени согласуются с изменениями, показанными при анализе крови у нелеченых больных.Thus, experimental models of the preclinical and early clinical stages of Parkinson's disease demonstrated a significant decrease in the level of catecholamines and their metabolites, which are largely consistent with the changes shown in the analysis of blood in untreated patients.

Предлагаемый способ ранней доклинической диагностики болезни Паркинсона по использованию в качестве биомаркеров концентрации катехоламинов и их метаболитов в плазме крови может широко применяться при проведении диспансеризации населения, и в настоящее время является одним из наиболее достоверных. Его применение впервые позволит выявить заболевание на доклинической стадии по использованным показателям, а следовательно, применять профилактическое лечение с целью остановки гибели нейронов и продления доклинической стадии на неограниченно долгое время.The proposed method for the early preclinical diagnosis of Parkinson's disease using plasma concentrations of catecholamines and their metabolites as biomarkers can be widely used in the medical examination of the population, and is currently one of the most reliable. Its use for the first time will allow you to identify the disease at the preclinical stage according to the indicators used, and therefore, apply preventive treatment to stop the death of neurons and prolong the preclinical stage for an unlimited time.

Claims (1)

Способ ранней доклинической диагностики болезни Паркинсона, включающий определение в плазме крови с помощью ВЭЖХ концентрации норадреналина (НА), дофамина (ДА), 3,4-диоксифениоаланина (L-ДОФА), 3.4-диоксифенилуксусной кислоты (ДОФУК), сравнение концентрации этих показателей с концентрацией предварительно измеренной у здоровых людей и при снижении концентрации НА на 57-67% диагностируют дрожательную форму; при снижении концентрации норадреналина НА на 80-90% диагностируют ригидную форму; при снижении концентрации ДА в плазме крови на 69-79% - диагностируют ригидную форму; при снижении концентрации L-ДОФА на 57-67% диагностируют дрожательную форму; при снижении L-ДОФА на 78-88% диагностируют ригидную форму; при снижении концентрации ДОФУК на 69-79% диагностируют ригидную форму болезни Паркинсона.A method for the early preclinical diagnosis of Parkinson's disease, including the determination in blood plasma by HPLC of the concentration of norepinephrine (HA), dopamine (DA), 3,4-dioxiphenioalanine (L-DOPA), 3.4-dioxiphenylacetic acid (DOPUK), comparing the concentration of these indicators with the concentration previously measured in healthy people and with a decrease in the concentration of HA by 57-67% is diagnosed with a tremulous form; with a decrease in the concentration of noradrenaline ON by 80-90%, a rigid form is diagnosed; with a decrease in the concentration of DA in blood plasma by 69-79%, a rigid form is diagnosed; with a decrease in the concentration of L-DOPA by 57-67%, a tremulous form is diagnosed; with a decrease in L-DOPA by 78-88%, a rigid form is diagnosed; with a decrease in the concentration of DOPUK by 69-79%, a rigid form of Parkinson's disease is diagnosed.
RU2015131846A 2015-07-31 2015-07-31 Method of early pre-clinical diagnosis of parkinson's disease RU2606591C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015131846A RU2606591C1 (en) 2015-07-31 2015-07-31 Method of early pre-clinical diagnosis of parkinson's disease

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015131846A RU2606591C1 (en) 2015-07-31 2015-07-31 Method of early pre-clinical diagnosis of parkinson's disease

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2606591C1 true RU2606591C1 (en) 2017-01-10

Family

ID=58452538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015131846A RU2606591C1 (en) 2015-07-31 2015-07-31 Method of early pre-clinical diagnosis of parkinson's disease

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2606591C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2657763C1 (en) * 2017-09-12 2018-06-15 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова" Министерства здравоохранения Российской Федерации Method for diagnostics of parkinson's disease
RU2712059C1 (en) * 2019-10-01 2020-01-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера" Министерства здравоохранения Российской Федерации Diagnostic technique for severity of vegetative disorders in parkinson's disease
RU2722666C1 (en) * 2019-10-11 2020-06-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр глазных болезней имени Гельмгольца" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ ГБ им. Гельмгольца" Минздрава России) Method for early diagnosis of parkinson's disease
RU2775261C2 (en) * 2019-10-21 2022-06-28 Общество с ограниченной ответственностью "Центр ранней диагностики нейродегенеративных заболеваний (НДЗ)" Method for early preclinical diagnostics of parkinson's disease by concentration of catecholamines in patient's lacrimal fluid

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2318437C1 (en) * 2006-07-28 2008-03-10 Михаил Вениаминович Угрюмов Method for preclinical diagnostics of parkinson's disease in practically healthy persons
WO2012020385A1 (en) * 2010-08-11 2012-02-16 Assistance Publique - Hopitaux De Paris Method for diagnosing neurodegenerative diseases

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2318437C1 (en) * 2006-07-28 2008-03-10 Михаил Вениаминович Угрюмов Method for preclinical diagnostics of parkinson's disease in practically healthy persons
WO2012020385A1 (en) * 2010-08-11 2012-02-16 Assistance Publique - Hopitaux De Paris Method for diagnosing neurodegenerative diseases

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КОГАН Б.М. и др. Обмен катехоламинов при болезни Паркинсона с депрессией // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова, 2003, N1, C.39-42, реф. СИДОРОВА и др. Сорбционные и хроматографические процессы, 2009, Т.9, Вып.6, С.774-782. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2657763C1 (en) * 2017-09-12 2018-06-15 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова" Министерства здравоохранения Российской Федерации Method for diagnostics of parkinson's disease
RU2712059C1 (en) * 2019-10-01 2020-01-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера" Министерства здравоохранения Российской Федерации Diagnostic technique for severity of vegetative disorders in parkinson's disease
RU2722666C1 (en) * 2019-10-11 2020-06-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр глазных болезней имени Гельмгольца" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ ГБ им. Гельмгольца" Минздрава России) Method for early diagnosis of parkinson's disease
RU2775261C2 (en) * 2019-10-21 2022-06-28 Общество с ограниченной ответственностью "Центр ранней диагностики нейродегенеративных заболеваний (НДЗ)" Method for early preclinical diagnostics of parkinson's disease by concentration of catecholamines in patient's lacrimal fluid

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hébert et al. The electroretinogram may differentiate schizophrenia from bipolar disorder
EP2466312B1 (en) Phosphoethanolamine as biomarker of depression
Gur et al. Effects of memory processing on regional brain activation: cerebral blood flow in normal subjects
EP2052255A2 (en) Methods of determining levels of free amino acids and dipeptides and diagnosing alzheimer's diseases
RU2606591C1 (en) Method of early pre-clinical diagnosis of parkinson's disease
Liu et al. Effects of salicylate on serotoninergic activities in rat inferior colliculus and auditory cortex
Petramfar et al. Serum creatine phosphokinase is helpful in distinguishing generalized tonic–clonic seizures from psychogenic nonepileptic seizures and vasovagal syncope
Soares et al. Platelet membrane phospholipids in euthymic bipolar disorder patients: are they affected by lithium treatment?
Franke et al. Progression and recovery of Parkinsonism in a chronic progressive MPTP-induction model in the marmoset without persistent molecular and cellular damage
Staugaitis et al. Cortical pathology in multiple sclerosis: experimental approaches to studies on the mechanisms of demyelination and remyelination
Santos et al. Biomarkers in Alzheimer’s disease: Evaluation of platelets, hemoglobin and vitamin B12
Poza et al. Evaluation of spectral ratio measures from spontaneous MEG recordings in patients with Alzheimer's disease
Gohle et al. Electrophysiological evidence for cortical abnormalities in obsessive–compulsive disorder–A replication study using auditory event-related P300 subcomponents
Musteata Clinical utility of free drug monitoring
Kramer et al. Neurophysiological evidence of cognitive impairment in patients without hepatic encephalopathy after transjugular intrahepatic portosystemic shunts
RU2318437C1 (en) Method for preclinical diagnostics of parkinson's disease in practically healthy persons
Zimmermann et al. Transient increase of plasma concentrations of amyloid β peptides after electroconvulsive therapy
WO2016143703A1 (en) Biomarker of dementia with lewy bodies
Lueckel et al. Reliability and robustness of feedback-evoked brain-heart coupling after placebo, dopamine, and noradrenaline challenge
Rodríguez et al. Neuronal and glial biomarkers research for traumatic brain injury
CN113567682A (en) Peripheral blood TCR marker of Alzheimer disease and detection kit and application thereof
RU2696485C2 (en) Method for in vitro diagnosing of alzheimer's disease on basis of albumin redox-status in cerebrospinal fluid
EP4051104A1 (en) Method to determine cognitive impairment
KR20200095712A (en) Evaluation method for neuropsychiatric drug efficacy by brain microdialysis and simultaneous determination of multiple neurotransmitters in nonhuman primates
Muszynska What is the reason for ambiguous results of magnesium levels in medicine?

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20171227

Effective date: 20171227