Biomarker Candidates in Gulf War Veterans: A 10-year Follow-up Investigation

Durham Va Medical Center, Durham NC

Investigators

Linked publications & trials

Abstract

Clinical investigations examining biomarker candidates in Gulf War Veterans' Illnesses (GWVI) are limited,  and studies that encompass both baseline and 10‐year follow‐up data for blood biomarker candidates are  currently unavailable. We thus propose to conduct a 10‐year follow‐up investigation in Gulf War Veterans  to examine promising blood biomarker candidates at baseline and 10‐year follow‐up, a project that has the  potential to be rapidly catalyzed into clinically efficacious interventions for GWVI.   Our preliminary baseline data in serum samples collected 2005 ‐ 2014 from Veterans who served in the Gulf  War era (1990‐1991) suggest significant differences in a number of biomarker candidates in Veterans who  had been deployed to the Gulf War theater (compared to Veterans who had served in the 1990‐1991 Gulf  War era, but who had not been deployed to the region of conflict).  Baseline pilot studies suggest that  Veterans with a history of deployment to the Gulf War theater demonstrate:  a.) altered neurosteroid  metabolism, possibly secondary to endocrine disruption involving chemical agent exposures (among other  potential etiologies), b.) reductions in Vitamin D (implicated in processes relevant to GWVI, including  inflammation, cancer, and environmental exposures, c.) elevations in acylcarnitines and other endogenous  esters (potentially signaling mitochondrial changes), and d.) elevations in c‐reactive protein (a marker of  inflammation likely relevant to GWVI). Our recent data demonstrate that many of these analytes are also significantly associated with possible symptoms of GWVI, further strengthening the rationale for this project. All of these biomarker candidates have the potential to be rapidly translated into new treatments for GWVI,  consistent with Institute of Medicine's (IOM) recent recommendations that “Future Gulf War research should  place top priority on the identification and development of effective therapeutic interventions and management  strategies for Gulf War illness” (2016).  We thus propose to examine biomarker candidates at baseline and also  at 10‐year follow‐up in Veterans of the 1990‐1991 Gulf War era to inform therapeutic development.  1.  Based on strong pilot data, we propose to conduct baseline biomarker investigations in 527 Gulf War era  Veterans for whom serum samples are already collected. We hypothesize that we will replicate our pilot findings  showing alterations in neurosteroid metabolism, Vitamin D, acylcarnitines, and inflammatory markers in Gulf War  Veterans with a history of deployment to the Gulf War theater of operations.  2.  As 94% of the 527 Gulf War era Veterans who provided a blood sample between 2005 – 2014 have  already provided explicit permission to be re‐contacted for future research studies (i.e. agreeing to this in  the consent form of the original 2005 – 2014 study), and as our recent feasibility study shows that 75% of  previously enrolled Veterans can indeed be successfully re‐contacted and are also willing to participate in  new research studies, we propose to conduct a 10‐year follow‐up study (+/‐ 2 years) in 400 Gulf War  Veterans to determine if biomarker changes in Veterans with a history of deployment persist 10 years later,  and potentially predict pain, cognitive symptoms, general medical health, and functional outcomes.  3.  Exploratory:   Of the 527 Gulf War era Veterans in the proposed cohort, approximately 20% had baseline  neuroimaging studies during the 2005 – 2014 interval (structural MRI +/‐ DTI).  Our preliminary data  suggest that neurosteroid levels in blood are relevant to brain structure and function.  We thus propose to  conduct 10‐year follow‐up MRI and DTI assessments in 50 Gulf War Veterans for whom baseline  neuroimaging studies conducted during the 2005 – 2014 interval are currently available.   These biomarker investigations could contribute to identifying new treatment interventions for GWVI that  are mechanistically anchored and address pathophysiological alterations relevant to the condition.  They  could also function as predictors of GWVI symptoms and therapeutic response. Â