Metabolomische Veränderungen bei Erwachsenen mit Status epilepticus: Eine humanmedizinische Fall-Kontroll-Studie

Zusammenfassung Ziel Status epilepticus (SE) ist ein lebensbedrohlicher anhaltender epileptischer Anfall, der weltweit jährlich etwa 40 von 100.000 Menschen betrifft. Das Anhalten von Anfällen kann zu excitotoxischen Prozessen, neuronalen Verlusten und Neuroinflammation führen, was langfristige neurokognitive und funktionelle Beeinträchtigungen zur Folge hat. Ein besseres Verständnis der pathophysiologischen Mechanismen, die den SE-Folgen zugrunde liegen, ist entscheidend für die Verbesserung des SE-Managements und die Prävention sekundärer neuronaler Schäden. Methoden Wir führten eine umfassende untargeted metabolomische Analyse durch, unter Verwendung von Flüssigkeitschromatographie gekoppelt mit hochauflösender Massenspektrometrie (LC-HRMS), an Plasma- und Liquorproben von 78 erwachsenen Patienten mit SE und 107 Kontrollpatienten ohne SE, einschließlich 29 mit Liquor für beide Gruppen. Die metabolomischen Fingerabdrücke wurden zwischen Patienten mit SE und Kontrollen verglichen. Metaboliten mit Unterschieden in den relativen Abundanzen, die nicht auf die Behandlung oder Ernährung in der Intensivstation zurückzuführen waren, wurden isoliert. Eine Anreicherungsanalyse wurde an diesen Metaboliten durchgeführt, um die am stärksten betroffenen Signalwege zu identifizieren. Ergebnisse Wir identifizierten 76 Metaboliten im Plasma und 37 im Liquor, die eine differentielle Expression bei Patienten mit SE im Vergleich zu Kontrollen aufwiesen. Die Anreicherungsanalyse ergab, dass metabolische Dysregulationen bei Patienten mit SE primär den Aminosäurestoffwechsel (einschließlich Glutamat-, Alanin-, Tryptophan-, Glycin- und Serinstoffwechsel), Pyrimidinmetabolismus und Lipid-Homöostase betrafen. Insbesondere hatten Patienten mit SE erhöhte Spiegel an Pyruvat, Quinolin- und Ketobuttersäure, zusammen mit niedrigeren Spiegeln von Arginin, N-Acetylaspartylglutamat (NAAG), Tryptophan, Uracil und Uridin. Der Tryptophan-Kynurenin-Stoffwechselweg wurde als der am stärksten veränderte bei SE identifiziert, was zur Überproduktion von Quinolin-Säure führte, einem N-methyl-D-aspartat (NMDA)-Rezeptoragonisten mit pro-inflammatorischen Eigenschaften. Bedeutung Diese Studie hat mehrere Signalwege identifiziert, die eine entscheidende Rolle bei den Folgen von SE spielen könnten, wie den Tryptophan-Kynurenin-Weg. Diese Ergebnisse bieten neuartige Perspektiven für die Entwicklung neuroprotektiver Therapeutika.