I ricercatori della Fudan University hanno recentemente deciso di esaminare le proteine nel liquido cerebrospinale (CSF) di individui con e senza malattia di Alzheimer (AD). I risultati delle loro analisi ed esperimenti, delineati in un articolo pubblicato su Nature Human Behavior, hanno svelato proteine specifiche del CSF che potrebbero fungere da biomarcatori della malattia.
Oroteine specifiche del CSF sono biomarcatori dell’Alzheimer
“Il nostro recente articolo è nato dall’urgente necessità di migliorare la diagnosi precoce e la previsione dell’AD”, hanno detto a Medical Xpress Jintai Yu e Yu Guo, co-autori dell’articolo. “Questo studio è stato ispirato dalla crescente comprensione che l’Alzheimer ha una patofisiologia complessa e multiforme che gli attuali metodi diagnostici non riescono a catturare in modo esaustivo”.
L’obiettivo primario del recente studio di Yu, Guo e colleghi era identificare specifici biomarcatori nel CSF umano che potessero aiutare a rilevare con precisione l’AD e a prevederne la progressione. Per raggiungere questo obiettivo, i ricercatori hanno analizzato campioni di CSF estratti da pazienti a cui era stata diagnosticata l’AD, che si trovavano in diverse fasi della malattia, nonché campioni di individui cognitivamente normali.
“Abbiamo utilizzato la proteomica multiplex, un metodo sofisticato che consente la misurazione simultanea di più proteine all’interno di un campione”, hanno detto Yu e Guo. “Questa tecnica ha coinvolto la spettrometria di massa , che è altamente sensibile e in grado di rilevare anche piccoli cambiamenti nei livelli proteici”.
Le analisi condotte da Yu, Guo e dai loro colleghi hanno scoperto proteine che sono collegate alla patologia principale dell’Alzheimer, identificando anche proteine che potrebbero indicare infiammazione, danno neuronale e altre interruzioni nei processi fisiologici umani. Confrontando i profili proteomici dei pazienti a cui è stata diagnosticata l’AD con quelli degli individui di controllo, hanno scoperto nuovi biomarcatori che potrebbero aiutare a diagnosticare e stimare la progressione dell’AD.
“La scoperta più notevole di questo studio è l’identificazione del nuovo biomarcatore CSF YWHAG”, hanno affermato Yu e Guo. “Tra 6.361 proteine, CSF YWHAG ha avuto le prestazioni migliori nella diagnosi di Alzheimer definita sia biologicamente (AUC=0,969) che clinicamente (AUC=0,857). Quattro (YWHAG, SMOC1, PIGR e TMOD2) e cinque (ACHE, YWHAG, PCSK1, MMP10 e IRF1) pannelli proteici hanno migliorato notevolmente l’accuratezza, rispettivamente a 0,987 e 0,975”.
Per valutare l’efficacia dei biomarcatori identificati, i ricercatori hanno condotto un ulteriore studio di follow-up su una coorte di pazienti indipendente ed esterna. I risultati di questo studio hanno convalidato la forza dei biomarcatori.
Inoltre, utilizzando i dati dell’autopsia, gli autori hanno dimostrato che i biomarcatori da loro identificati potrebbero aiutare a distinguere tra campioni estratti da individui deceduti affetti da Alzheimer e quelli estratti da altri che non hanno mai ricevuto una diagnosi di AD, superando i biomarcatori esistenti utilizzati per diagnosticare la malattia.
“I biomarcatori scoperti hanno anche previsto efficacemente la progressione clinica verso la demenza da AD ed erano fortemente associati ai biomarcatori principali dell’AD e al declino cognitivo”, hanno affermato Yu e Guo. “Una migliore comprensione dei diversi sottotipi molecolari dell’Alzheimer potrebbe portare ad approcci di trattamento raffinati, mirati a specifici processi patologici nei singoli pazienti”.
Utilizzando tecniche sofisticate per l’analisi dei proteomi, i ricercatori sono stati in grado di rivelare cambiamenti molecolari associati all’Alzheimer, che si sono rivelati un obiettivo diagnostico altamente promettente. In futuro, questo studio potrebbe informare lo sviluppo di strumenti ad alta precisione per la diagnosi accurata dell’AD, nonché interventi terapeutici precoci mirati.
Nei loro prossimi studi, Yu, Guo e i loro colleghi hanno in programma di replicare il loro studio su coorti esterne estratte da una gamma più ampia di individui diversi. Inoltre, sperano di perfezionare i biomarcatori che hanno identificato e sviluppare test diagnostici standardizzati per questi marcatori che potrebbero essere eseguiti in contesti clinici.
“Nella nostra futura ricerca esploreremo anche i meccanismi biologici alla base dei cambiamenti proteomici identificati per comprendere meglio il rapporto tra questi biomarcatori e la progressione della malattia”, hanno aggiunto Yu e Guo.
“Saranno inoltre condotti studi longitudinali per determinare quanto precocemente questi biomarcatori possano predire l’Alzheimer e come siano correlati con gli esiti clinici. L’obiettivo finale è integrare questi biomarcatori nella pratica clinica di routine, facilitando la diagnosi precoce e strategie di trattamento personalizzate.”
48 proteine del liquido cerebrospinale completa i biomarcatori esistenti dell’Alzheimer
Secondo uno studio pubblicato su Science Translational Medicine, un pannello di 48 proteine nel liquido cerebrospinale (pannello CSF 48) integra i biomarcatori del CSF esistenti per la malattia di Alzheimer (AD).
Rafi Haque, MD, Ph.D., della Emory University School of Medicine di Atlanta, e colleghi hanno sviluppato un test di monitoraggio della reazione selezionato tramite spettrometria di massa affidabile e ad alto rendimento che ha come target 48 proteine chiave alterate nel CSF, come identificato in lavori precedenti. L’utilità diagnostica del pannello proteico è stata esaminata nel CSF raccolto durante le visite iniziali da 706 partecipanti reclutati dall’Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative (ADNI).
I ricercatori hanno scoperto che il pannello CSF 48 ha ottenuto risultati almeno altrettanto buoni rispetto ai biomarcatori CSF Alzheimer esistenti (amiloide β 42 , tTau e pTau 181 ) per la previsione della diagnosi clinica , del fluorodesossiglucosio (FDG), della tomografia a emissione di positroni (PET), del volume dell’ippocampo e delle misure della gravità cognitiva e della demenza.
Il pannello CSF 48 più i biomarcatori Alzheimer CSF esistenti hanno migliorato significativamente le prestazioni diagnostiche per ciascuno di questi esiti. Rispetto a una delle due misure da sola, il pannello CSF 48 più i biomarcatori AD CSF esistenti hanno migliorato significativamente le previsioni per i cambiamenti in FDG PET, volume ippocampale e misure di declino cognitivo e gravità della demenza.
“Il pannello CSF 48 migliora i biomarcatori AT(N) [ placche amiloidi , grovigli neurofibrillari e neurodegenerazione] esistenti per prevedere molti meccanismi patofisiologici collegati all’AD e alla demenza cerebrale correlata all’AD; distinguere i meccanismi patofisiologici in base alla loro firma proteomica; e migliorare la previsione della progressione della malattia e dei futuri cambiamenti nella cognizione, nella gravità della demenza e nel volume dell’ippocampo”, scrivono gli autori.
