Diffuse Axonal Damage – The Search for Prognostic Markers in Traumatic Brain Injury

Abstract

Traumatisks smadzeņu ievainojums (TBI) pašlaik ir milzīga sabiedrības veselības problēma ar epidēmijas apmēru, kas skar daudzas valstis visā pasaulē. Rezultātā tas izraisa ļoti augstu mirstības līmeni, bet arī augstu saslimstību tiem, kas izdzīvo. Iespējamais iemesls tam var būt problēmas, kas saistītas ar adekvātu un laikā efektīvu diagnostikas metodiku, lai palīdzētu klīnicistiem paredzēt prognozi un vajadzības gadījumā uzsākt atbilstošu ārstēšanu un rehabilitāciju. TBI patofizioloģija ietver procesu, ko sauc par difūzu aksonu bojājumu (DAI), kas izraisa progresējošus neironu parenhīmas bojājumus, kas izraisa neiroloģisku invaliditāti. DAI ietver vairākas neirobioloģiskas izmaiņas, kuras var novērtēt un saprast ar biomarķieriem, kas rodas patoloģijas progresēšanas laikā. Ir bijusi dažāda literatūra par šo biomarķieru izmantošanu TBI dzīvnieku modeļos kā līdzekli smaguma un prognozes interpretēšanai. Šajā pārskatā mēs īpaši koncentrējamies uz aksonu bojājumu biomarķieriem un sniedzam plašu to novērtējumu, sākot no dzīvnieku modeļiem līdz klīniskiem pētījumiem TBI pacientiem. Šajā pārskatā tiek novērtēta arī šo biomarķieru pielietojamība, lai palīdzētu TBI diagnostikā un novērtētu iespējamo pacientu iznākumu pēc traumas. Mēs konstatējam, ka biomarķieru identificēšana akūtā laika periodā pēc traumas būtu labvēlīga diagnozes precizitātei un palīdzētu sniegt nozīmīgu informāciju par indivīdu klīnisko iznākumu. Neskatoties uz to, ideālajai TBI novērtēšanas metodei jāietver vairāki diagnostikas parametri, tostarp biomarķieri, neiroattēlveidošana un citi klīniskie faktori dažādos laika intervālos pēc traumas, lai palīdzētu izlemt par atbilstošu pārvaldību.

Traumatic brain injury (TBI) is currently an enormous public health issue with an epidemic magnitude affecting many nations across the world. As a result this causes a very high mortality rate but also a high morbidity in those who survive. The potential reason for this may involve the issues related to adequate and time efficient diagnostic methodology to help clinicians predict the prognosis and therefore start appropriate treatment and rehabilitation when necessary. The pathophysiology of TBI involves a process called diffuse axonal injury (DAI) which causes progressive damage of the neuronal parenchyma leading to neurological disability. DAI encompasses multiple neurobiological changes that can be assessed and understood by biomarkers that are produced during the progression of the pathology. There have been various literature on the use of these biomarkers in animal models of TBI as a tool to interpret severity and prognosis. In this review, we specifically focus on the biomarkers of axonal damage and provide a broad evaluation of these from animal models to clinical investigations in TBI patients. This review also gauges the applicability of these biomarkers to help with TBI diagnosis and assess the likely outcome of patients after injury. We determine that the identification of biomarkers in the acute time period after injury would be beneficial in the accuracy of diagnosis and help provide significant information about the clinical outcome of individuals. Nonetheless, the ideal method to assess TBI should include multiple diagnostic parameters including biomarkers, neuroimaging, and other clinical factors at various time intervals after injury to help decide appropriate management.