Prognostic value of assessment of glial cell line-derived neurotrophic factor in ischemic stroke patients

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Objective. The aim of the study was to estimate the prognostic value of GDNF in acute IS patients. Glial neurotrophic factor (GDNF) is a neuropeptide, which promotes the proliferation and differentiation of the cells of the central and peripheral nervous system, possesses antihypoxic and neuroprotective properties in ischemic stroke (IS).

Materials and methods. 50 patients with first-ever acute IS were examined at the National Institutes of Health Stroke Scale (NIHSS); modified Rankin scale was used on admission to the hospital, 7 and 14 days after stroke. The plasma GDNF level was measured at the first 48 hours and after 7 days of IS onset. GDNF was analyzed by commercially available ELISA kit. The comparison group included 20 healthy persons.

Results. The average GDNF level in the group of patients with IS (3.4 [2.8; 5.0] pg/ml) was significantly higher than in the group of healthy individuals (2.8 [2.6; 2.9] pg/ml), p = 0.02.

The risk of unfavourable functional outcome on the day 14 after IS onset was higher by 2.8-fold in those patients whose level of GDNF was increased on the 7th day of the disease by more than 30% compared to its level in the first 48 hours (RR = 2,8; 95% CI [1,4–5,7]).

The GDNF level less than 2.9 pg/ml was associated with a high risk of death during 14 days after the IS onset (RR = 6,7; 95% CI [1,5–30,5]).

Conclusions. Plasma concentrations of GDNF have a high predictive value for unfavorable functional outcome and risk of death in acute period of IS.

About the authors

Anastasia S. Kurakina

E.A. Vagner Perm State Medical University

Author for correspondence.
Email: nansy.trifonova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6058-9476
ResearcherId: ABH-3974-2020

candidate of medical Sciences, assistant lecturer of the depaetment of neurology and medical genetics

Russian Federation, Perm

Tatyana N. Semenova

Privolzhsky Research Medical University

Email: neurotmdoc@gmail.com

Assistant, Department of Diseases of Nervous System

Russian Federation, Nizhny Novgorod

Natalia A. Schelchkova

Privolzhsky Research Medical University

Email: natalia-shelchkova@rambler.ru

Candidate of Biological Sciences, Head of Central Scientific Research Laboratory, Associate Professor of Department of Normal Physiology named after N.Yu. Belenkov

Russian Federation, Nizhny Novgorod

Elena V. Guzanova

Privolzhsky Research Medical University; Nizhny Novgorod Regional Clinical Hospital named after N.A. Semashko

Email: el.guzanova@yandex.ru

Candidate of Medical Sciences, Assistant, Department of Diseases of Nervous System, neurologist of Unit for Stroke Patients

Russian Federation, Nizhny Novgorod

Irina V. Mukhina

Privolzhsky Research Medical University

Email: mukhinaiv@mail.ru

Doctor of Biological Sciences, Professor, Director of Institute of Fundamental Medicine, Head of Department of Normal Physiology named after N.Yu. Belenkov

Russian Federation, Nizhny Novgorod

Julia V. Karakulova

E.A. Vagner Perm State Medical University

Email: julia.karakulova@mail.ru

MD, PhD, Professor, Head of Department of Neurology and Medical Genetics

Russian Federation, Perm

Vera N. Grigorieva

Privolzhsky Research Medical University

Email: vrgr@yandex.ru

MD, PhD, Professor, Head of Department of Diseases of Nervous System

Russian Federation, Nizhny Novgorod

References

  1. Shishkina T.V., Vedunova M.V., Mishchenko T.A., Mukhina I.V. The Role of Glial Cell Line-Derived Neurotrophic Factor in the Functioning of the Nervous System (Review). Sovremennye tekhnologii v meditsine 2015; 7 (4): 211–215 (in Russian).
  2. Airaksinen M.S., Saarma M. The GDNF family: signalling, biological functions and therapeutic value. Nat Rev Neurosci 2002; 3(5): 383–394.
  3. Mitroshina E.V., Abogessimengane B.Zh., Urazov M.D., Khamrauy I., Mishchenko T.A., Astrakhanova T.A., Shchelchkova N.A., Lapshin R.D., Shishkina T.V., Belousova I.I., Mukhina I.V., Vedunova M.V. Adaptive Role of Glial Cell Line-Derived Neurotrophic Factor in Cerebral Ischemia. Sovremennye tekhnologii v meditsine 2017; 9 (1): 68–77 (in Russian).
  4. Fantacci C., Capozzi D., Ferrara P., Chiaretti A. Neuroprotective Role of Nerve Growth Factor in Hypoxic-Ischemic Brain Injury. Brain Sciences 2013; 3(3): 1013–1022.
  5. Vedunova M.V., Sakharnova T.A., Mitroshina E.V., Shishkina T.V., Astrakhanova T.A., Mukhina I.V. Antihypoxic and Neuroprotective Properties of BDNF and GDNF in vitro and in vivo Under Hypoxic Conditions. Sovremennye tekhnologii v meditsine 2014; 6(4): 38–47 (in Russian).
  6. Zhang Y., Jiang H., Yue Y., Yin Y., Zhang Y., Liang Y., Li S., Wang J., Lu J., Geng D., Wu A., Yuan Y. The protein and mRNA expression levels of glial cell line-derived neurotrophic factor in post stroke depression and major depressive disorder. Sci Rep 2017; 7(1), available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5561249/.
  7. Stanne T.M., Åberg N.D., Nilsson S., Jood K., Blomstrand K., Andreasson Ulf, Blennow K., Zetterberg H., Isgaard J., Svensson J., Jern C. Low circulating acute brain-derived neurotrophic factor levels are associated with poor long-term functional outcome after ischemic stroke. Stroke 2016; 47(7): 1943–1945.
  8. Azevedo MD, Sander S., Tenenbaum L. GDNF, A Neuron-Derived Factor Upregulated in Glial Cells during Disease. J Clin Med 2020; 9(2): 456–469.
  9. Smirkin A., Matsumoto H., Takahashi H., Inoue A., Tagawa M., Ohue S., Watanabe H., Yano H., Kumon J., Ohnishi T., Tanaka J. Iba1+/NG2+ macrophage-like cells expressing a variety of neuroprotective factors ameliorate ischemic damage of the brain. J Cereb Blood Flow Metab 2010; 30: 603–615.
  10. Tokumine J., Kakinohana O., Cizkova D., Smith D.W., Marsala M. Changes in spinal GDNF, BDNF, and NT-3 expression after transient spinal cord ischemia in the rat. J Neurosci Res 2003; 74: 552–561.
  11. Capani F., Quarracino C., Caccuri R., Sica R.E. Astrocytes as the main players in primary degenerative disorders of the human central nervous system. Front Aging Neurosci 2016; 8, available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4777729/.
  12. Ibáñez C.F. Structure and physiology of the RET receptor tyrosine kinase. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 2013; 5(2), available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3552510/.
  13. Lasek-Bal A., Jędrzejowska-Szypułka H., Różycka J., Bal W., Holecki M., Duława J., Lewin-Kowalik J. Low concentration of BDNF in the acute phase of ischemic stroke as a factor in poor prognosis in terms of functional status of patients. Medical science monitor: international medical journal of experimental and clinical research 2015; 21: 3900 – 3905.
  14. Shchelchkova N.A., Kokaya A.A., Bezhenar' V.F., Rozhdestvenskaya O.V., Mamedova M.A., Mishchenko T.A., Mitroshina E.V., Vedunova M.V. The Role of Brain-Derived Neurotrophic Factor and Glial Cell Line-Derived Neurotrophic Factor in Chronic Fetal Oxygen Deprivation. STM 2020; 12(1): 25–33 (in Russian).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Concentration of GDNF (pg / ml) in the acute (T0) and acute period (T1) IS in patients with unfavorable (a) and favorable (b) prognosis of functional recovery

Download (38KB)
3. Fig. 2. ROC-curve for predicting mortality in patients in the first 14 days from the development of IS by determining the plasma level of GDNF (T0)

Download (15KB)

Copyright (c) 2021 Kurakina A.S., Semenova T.N., Schelchkova N.A., Guzanova E.V., Mukhina I.V., Karakulova J.V., Grigorieva V.N.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».