Studio dei Neurofilamenti sierici come biomarcatore per il monitoraggio dell’efficacia della terapia con Natalizumab in pazienti con Sclerosi Multipla trattati con intervallo di somministrazione esteso

ABSTRACT Introduction Multiple sclerosis (MS) is a chronic autoimmune neurodegenerative disease caused by inflammation of the central nervous system (CNS) resulting in axonal demyelination. The most common form is relapsing remitting MS (RRMS), characterized by clinical attacks alternating with periods of remission. Natalizumab (NAT) is one of the most effective treatments in RRMS, with infusions every 4 weeks (standard interval dose, SID). Unfortunately, this treatment is associated with an increased risk of progressive multifocal leukoencephalopathy (PML). To reduce the risk of PML, it has recently been proposed to extend the interval between NAT infusions to 6 weeks (extended interval dosing, EID). Previous studies have suggested that the effectiveness of NAT was maintained in the vast majority of patients switching from SID to EID. However, disease activity monitoring is currently based solely on clinical and magnetic resonance imaging (MRI) parameters. Frequent MRI is expensive and not always applicable, highlighting / emphasizing the need for biological markers capable of detecting CNS lesions. To date, the most promising biomarker is by serum neurofilament-light chain (sNfL), released in the blood following axonal damage, albeit at very low concentrations. Thanks to the ultrasensitivity of Simoa (single molecule array) technology, it is now possible to measure sNfL in serum. Numerous studies have demonstrated the correlation between sNfL levels and disease activity, prognosis and treatment response in MS. Furthermore, sNfL have been shown to increase during and before the onset of PML. The objective of the present study is to evaluate the applicability of sNfL as an additional / alternative biomarker to MRI to evaluate the efficacy of NAT treatment administered according to EID protocol. Methods sNfL were measured with Simoa technology in longitudinal samples of 63 patients with RRMS switched from SID to EID protocol. Inclusion criteria were diagnosis of RRMS, age 18-60 years; SID in NAT for at least 12 months; NEDA-3 status (no evidence of disease activity) for at least 12 months; availability of at least 2 serum samples collected 6 months apart. After switching to the EID protocol, the follow-up time of patients in EID was at least 12 months, during which 2 blood samples were collected after 6 and 12 months. Clinical examination was performed before each infusion, while MRI was performed 6 and 12 months after the initiation of NAT and subsequently at different intervals based on the risk of PML. Results No patient showed clinical or radiological activity during the entire follow-up. sNfL levels measured during SID and EID were comparable, with no significant differences between groups, and did not vary over time during SID or EID protocols (LM, p> 0.05). sNfL values were also analyzed individually in each patient. The EID protocol showed no significant effect on sNfL levels (LMM, p> 0.05) and intra-individual sNfL levels were stable during follow-up (median CV = 11% between SID and EID samples). Interpreting the data based on previously published reference values, sNfL levels were found to be within the normal range in all samples, during both SID and EID. Conclusions Our results suggest that sNfL quantification can be used as an alternative / additional approach to MRI in individual patients’ management to monitor the effectiveness of NAT EID protocol.

ABSTRACT Introduzione La sclerosi multipla (SM) è una malattia neurodegenerativa autoimmune cronica caratterizzata da infiammazione del sistema nervoso centrale (SNC) con conseguente demielinizzazione assonale. La forma più comune è la SM recidivante remittente (RR), caratterizzata da attacchi clinici alternati a periodi di remissione. Il Natalizumab (NAT) è uno dei trattamenti più efficaci nella SMRR, con infusioni ogni 4 settimane (standard interval dosing, SID). Tale trattamento è purtroppo associato ad aumentato rischio di leucoencefalopatia multifocale progressiva (PML). Per ridurre il rischio di PML, è stato recentemente proposto di estendere l’intervallo fra le infusioni di NAT a 6 settimane (extended interval dosing, EID). Precedenti studi hanno suggerito che l'efficacia del NAT è mantenuta nella grande maggioranza dei pazienti che passano da SID a EID; il monitoraggio dell'attività della malattia è però attualmente basato esclusivamente su parametri clinici e di risonanza magnetica (RMN). Eseguire frequentemente la RMN è costoso e non sempre applicabile, sottolineando la necessità di marcatori biologici in grado di rilevare le lesioni del SNC. Ad oggi il biomarcatore più promettente è rappresentato dai Neurofilamenti a catena leggera (sNFL), rilasciati in seguito a danno assonale nel sangue, sebbene a bassissime concentrazioni. Grazie all’ultrasensibilità della tecnologia Simoa (single molecule array), è oggi possibile misurare i NFL nel siero. Numerosi studi hanno dimostrato la correlazione fra i livelli di sNFL e l'attività di malattia, la prognosi e la risposta al trattamento nella SM. Inoltre, è stato dimostrato che i sNFL incrementano durante e prima l’insorgere della PML. L'obiettivo del presente lavoro è valutare l'applicabilità dei sNFL come biomarcatore aggiuntivo/alternativo alla RMN per valutare l’efficacia del trattamento con NAT somministrato secondo il protocollo EID. Metodi I sNFL sono stati misurati con la tecnologia Simoa in campioni longitudinali di 63 pazienti con SMRR passati dal protocollo SID a EID. I criteri di inclusione erano diagnosi di SMRR, età 18-60 anni; SID in NAT per almeno 12 mesi; stato NEDA-3 (nessuna evidenza di attività della malattia) per almeno 12 mesi; disponibilità di almeno 2 campioni di siero raccolti a distanza di 6 mesi. Dopo il passaggio al protocollo EID, il tempo di follow-up dei pazienti in EID è stato di almeno 12 mesi, durante il quale sono stati raccolti 2 campioni di sangue dopo 6 e 12 mesi. L'esame clinico è stato eseguito prima di ogni infusione, mentre la RMN è stata eseguita 6 e 12 mesi dopo l'inizio del NAT e, successivamente, a intervalli diversi in base al rischio di PML. Risultati Nessun paziente ha mostrato attività clinica o radiologica durante l'intero follow-up. I livelli di sNFL misurati durante SID ed EID sono risultati comparabili, senza differenze significative tra i gruppi e non variavano nel tempo durante i protocolli SID o EID (LM, p> 0,05). I valori dei sNFL sono stati analizzati anche a livello individuale nei singoli pazienti. Il protocollo EID non ha mostrato effetti significativi sui livelli di sNFL (LMM, p> 0,05) e i livelli intra-individuali dei sNFL sono risultati stabili durante il follow-up (CV mediano = 11% tra i campioni in SID e in EID). Interpretando i dati in base ai valori di riferimento precedentemente pubblicati, i livelli di sNFL sono risultati nell'intervallo di normalità in tutti i campioni, sia durante SID che EID. Conclusioni I nostri risultati suggeriscono che la quantificazione sNFL può essere utilizzata come approccio alternativo/aggiuntivo alla RMN nella gestione dei singoli pazienti per monitorare l'efficacia del NAT e del protocollo EID.