EXPRESSION OF THE MS BIOMARKER CD138 IN OLIGODENDROCYTE PRECURSORS
CD138/SYNDECAN-1 COMME NOUVEAU BIOMARQUEUR SPÉCIFIQUE DE SCLÉROSE EN PLAQUES DANS LE LIQUIDE CÉPHALORACHIDIEN
La sclérose en plaques est une maladie auto-immune inflammatoire qui provoque des lésions de la myéline, véritable gaine constituée par les oligodendrocytes autour des axones du système nerveux central et permettant la conduction rapide de l’influx nerveux. Elle se manifeste par des poussées cliniques généralement réversibles, et conduit in fine à un handicap progressif par le biais d’une atteinte neurodégénérative secondaire. Les critères diagnostiques ont récemment évolué afin de mieux prédire l'activité de la maladie chez les patients présentant une première poussée. Cependant, la présence de lésions inflammatoires actives à l'IRM cérébrale et médullaire et de bandes oligoclonales dans le liquide céphalorachidien ne prédisent que partiellement les récurrences et la progression du handicap, soulignant le besoin d’identifier de nouveaux biomarqueurs pronostiques.
L’étude coordonnée par Eric Thouvenot qui implique deux équipes (équipe "Neuroprotéomique et signalisation des pathologies cérébrales" animée par Philippe Marin et équipe "Plasticité cérébrale, cellules souches et tumeurs gliales de bas grade" animée par Hugues Duffau et Jean-Philippe Hugnot) et la Plateforme de Protéomique Fonctionnelle de l’IGF ainsi que les CHU de Nîmes et Montpellier, avait pour objectif d'identifier de nouveaux biomarqueurs diagnostiques et pronostiques de la sclérose en plaques. Elle a combiné des analyses protéomiques du liquide céphalorachidien de patients à différents stades de la maladie et de sujets contrôles, et des protéines sécrétées par les oligodendrocytes (sécrétome) dans des conditions pro-inflammatoires ou pro-apoptotiques, deux processus majeurs contribuant à la démyélinisation. Elle a mis en évidence une signature de biomarqueurs de sclérose en plaques, incluant des biomarqueurs déjà identifiés comme la CHI3L1 et de nouveaux candidats biomarqueurs comme le Syndecan-1, un protéoglycan également connu sous le nom du marqueur de surface des plasmocytes CD138 et agissant comme récepteur de la CHI3L1, impliqué dans l'inflammation et la signalisation du cancer. L’expression de CD138 a également été observée dans le cerveau de patients atteints de sclérose en plaques ainsi que dans des précurseurs d’oligodendrocytes en culture.
L'ensemble de ces résultats identifie le CD138 comme un biomarqueur spécifique de la sclérose en plaques dans le liquide céphalorachidien et suggère une activation sélective de la voie CHI3L1/CD138 dans les oligodendrocytes dans la sclérose en plaques. Elle offre de nouvelles perspectives pour améliorer le diagnostic et le pronostic de la SEP et tout en permettant de mieux comprendre le rôle des biomarqueurs de la pathologie dans sa progression.
Ce travail vient d’être accepté pour publication dans le journal Neurology Neuroimmunology & Neuroinflammation.
Les analyses protéomiques du LCR de patients et de contrôles et celles du sécrétome d’oligodendrocytes ont permis d’identifier 87 biomarqueurs candidats dont 11 ont été validés dans différentes cohortes de patients. Parmi ceux-ci, le Syndecan-1 (CD138) discrimine les patients atteints de sclérose en plaques des autres maladies inflammatoires su SNC et interagit avec CHI3L1, un marqueur d’inflammation diffuse.
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CD138/SYNDECAN-1 AS A NOVEL SPECIFIC BIOMARKER FOR MULTIPLE SCLEROSIS IN CEREBROSPINAL FLUID
Multiple sclerosis is an inflammatory autoimmune disease that causes lesions in the myelin, a protective sheath made by oligodendrocytes that surround axons of the central nervous system, and facilitates the propagation of action potentials. It is often characterized by reversible clinical relapses and ultimately leads to progressive disability through secondary neurodegenerative damage. Diagnostic criteria have recently evolved to better predict disease activity in patients experiencing an initial attack. However, the presence of active inflammatory lesions in brain and spinal cord MRI and the detection of oligoclonal bands in the cerebrospinal fluid only partially predict relapses and disability progression, emphasizing the need for new prognostic biomarkers.
This study coordinated by Eric Thouvenot, involving two IGF teams (team "Neuroproteomics and signaling of brain disorders" headed by Philippe Marin France and team "Brain plasticity, stem cells and diffuse low-grade gliomas" headed by Hugues Duffau and Jean-Philippe Hugnot) and the Functional Proteomics Platform was performed in collaboration with Nimes and Montpellier University hospitals in order to identify novel biomarkers for the diagnosis and prognosis of multiple sclerosis. It combined proteomic analyses of cerebrospinal fluid from patients at different disease stages and control subjects, and of changes in proteins secreted by oligodendrocytes (secretome) under pro-inflammatory or pro-apoptotic conditions, two major processes involved in demyelination. It revealed a biomarker signature for multiple sclerosis, including previously identified biomarkers such as CHI3L1 and novel candidate biomarkers such as Syndecan-1, a proteoglycan also known as the plasma cell surface marker CD138 that acts as a receptor for CHI3L1 and is implicated in inflammation and cancer signalling. The expression of CD138 was also observed in the brain of multiple sclerosis patients and cultured oligodendrocyte precursors.
Collectively, these results identify CD138 as a specific biomarker for multiple sclerosis in cerebrospinal fluid and suggest the selective activation of the CHI3L1/CD138 pathway within the oligodendrocyte lineage in multiple sclerosis. They provide new perspectives for improving the diagnosis and prognosis of multiple sclerosis and gaining a better understanding of the role of multiple sclerosis biomarkers in the progression of the disease.
This work was accepted for publication in Neurology Neuroimmunology & Neuroinflammation.
Proteomic analyses of cerebrospinal fluid from patients and controls, as well as of the secretome of oligodendrocytes, have identified 87 candidate biomarkers, with 11 validated in various patient cohorts. Among them, Syndecan-1 (CD138) discriminates patients with multiple sclerosis from those with other inflammatory diseases of the central nervous system and interacts with CHI3L1, a marker of diffuse inflammation.
