Lösliches Syndecan-1 als neuer Biomarker der Entzündung bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen

Soluble syndecan-1 as marker of intestinal inflammation

by Mareike Ella Clausen née Drescher
Doctoral thesis
Date of Examination:2024-05-14
Date of issue:2024-05-06
Advisor:Prof. Dr. Tobias Meister
Referee:Prof. Dr. Tobias Meister
Referee:Prof. Dr. Ahmad Amanzada
Persistent Address: http://dx.doi.org/10.53846/goediss-10481

 

 

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Abstract

English

Chronic inflammatory bowel diseases primarily include ulcerative colitis, a continuous inflammation of the colonic mucosa and submucosa, and Crohn's disease, a discontinuous transmural inflammation which can manifest in all compartments of the intestinal tract. The aim of the present study was to evaluate soluble Syndecan-1 as a specific biomarker for the diagnosis and assessment of disease activity of chronic inflammatory bowel diseases. Syndecan-1 is a transmembrane protein consisting of heparan sulfate proteoglycans, which is mainly expressed on the intestinal epithelial cells and whose ectodomain can be released as soluble Syndecan-1 in the context of inflammation or wound healing. In this study, the amount of soluble syndecan-1 in the serum of 52 patients with chronic inflammatory bowel diseases (active disease or in remission) and from 53 healthy subjects was determined by enzyme-linked immunosorbent assay. Routine clinical data, physical examination findings, laboratory parameters and endoscopic findings were collected to assess the disease activity with the Crohn's Disease Activity Index and the Mayo Score. The analysis of the data was carried out with Statistical Package for Social Sciences. Soluble Syndecan-1 was significantly increased in the 27 patients with ulcerative colitis, but decreased in the 25 patients with Crohn's disease compared to healthy subjects. Therefore, separate analyses were performed for both entities. Syndecan-1 did not significantly discriminate between patients with ulcerative colitis in remission and healthy volunteers and is therefore not suitable as a diagnostic marker. However, there was an association with the disease activity. The correlation of Syndecan-1 concentration with the entire Mayo Score was significant and Syndecan-1 differentiated between endoscopically active and inactive ulcerative colitis with an Area Under the Curve of 0.767 (95% confidence interval). The statistically optimal threshold for Syndecan-1 was 60.1 ng/ml with a sensitivity of 73% and a specificity of 94%. In multivariate analyses, however, Syndecan-1 had no significant independent predictive value. Its usefulness as a biomarker for disease activity in ulcerative colitis appears to be limited and performed worse than the established marker calprotectin. For Crohn's disease, there was no statistical association with disease activity. Major limitations of the study are the small number of patients, heterogeneous pharmacological therapies and lack of information about the localisation of the inflammatory lesions.
Keywords: sydecan-1; chronic inflammatory bowel disease; ulcerative colitis; biomarker; CD138

German

Zu den chronisch entzündlichen Darmerkrankungen gehören in erster Linie Colitis ulcerosa, eine konfluierende Entzdündung des Kolons mit Befall der Mukosa und Submukosa, und Morbus Crohn, eine diskontinuierliche transmurale Entzündung mit potentieller Ausdehnung im gesamten Magen- und Darmtrakt. Ziel der Studie war die Evaluation von löslichem Syndecan-1 als spezifischer Biomarker in der Diagnostik und Beurteilung der Krankheitsaktivität von chronisch entzündlichen Darmerkrankungen. Syndecan-1 ist ein Transmembranprotein der Herapansulfat-Proteoglykane, welches vor allem auf den intestinalen Epithelzellen exprimiert wird und dessen Ektodomäne als lösliches Syndecan-1 im Rahmen von Entzündung oder Wundheilung freigesetzt werden kann. In dieser Studie wurde mittels Enzyme-linked Immunosorbent Assay die Höhe von löslichem Syndecan-1 im Serum von insgesamt 52 Patienten mit chronisch entzündlichen Darmerkrankungen in aktivem Stadium oder in Remission und von 53 gesunden Probanden bestimmt. Zusätzlich wurden klinische Routinedaten, körperlicher Untersuchungsbefund, Laborparameter und endoskopischer Befund erfasst und zur Einschätzung der Krankheitsaktivität der Crohn’s Disease Activity Index und der Mayo Score erhoben. Die Analyse der Daten erfolgte mit Statistical Package für Social Sciences. Das lösliche Syndecan-1 war bei den 27 Patienten mit Colitis ulcerosa signifikant erhöht, bei den 25 Patienten mit Morbus Crohn jedoch erniedrigt im Gruppenvergleich zu den gesunden Probanden, sodass eine separate Analyse der Entitäten erfolgte. Bei fehlender Diskriminierung zwischen Patienten mit Colitis ulcerosa in Remission und gesunden Probanden scheint Syndecan-1 nicht als Diagnosemarker geeignet. Allerdings zeigte sich eine Assoziation mit der Krankheitsaktivität. Die Korrelation der Syndecan-1-Konzentration mit dem gesamten Mayo Score war signifikant und Syndecan-1 differenzierte zwischen endoskopisch aktiver und inaktiver Colitis ulcerosa mit einer Area Under the Curve von 0,767 (95% Konfidenzintervall). Der optimale Schwellenwert für Syndecan-1 lag bei 60,1ng/ml mit einer Sensitivität von 73% und einer Spezifität von 94%. In einer multivariaten Analyse hatte Syndecan-1 jedoch keine prädiktive Leistung für das Modell, sodass die Aussagekraft als Biomarker für die Krankheitsaktivität bei Colitis ulcerosa limitiert ist und die Vorteile beispielsweise von Calprotectin nicht überwiegt. Für Morbus Crohn ergab sich keinerlei Hinweis auf einen Zusammenhang mit der Krankheitsaktivität. Limitierend für die Studie sind unter anderem die kleine Anzahl von Patienten sowie die fehlende Berücksichtigung der Medikation und der Lokalisation der Inflammation.
 
Statistik