Nouă metodă identifică modificări timpurii ale Alzheimerului în substanța albă a creierului
Boala Alzheimer a fost studiată tradițional ca o afecțiune care afectează în principal materia cenușie a creierului, unde se află corpurile celulelor neuronale și se acumulează unele dintre leziunile cele mai caracteristice ale bolii.
Cu toate acestea, dovezile în creștere sugerează că materia albă este de asemenea afectată în stadiile incipiente ale procesului neurodegenerativ.
O cercetare condusă de grupul de studiu Neuroimaging of Aging and Neurodegenerative Diseases de la Institutul de Cercetare Sant Pau (IR Sant Pau) a analizat aceste anomalii folosind o metrică de imagistică prin rezonanță magnetică de difuzie cunoscută sub numele de PSMD, prescurtare pentru lățimea maximă a difuziei medii scheletizate, care poate detecta modificări microscopice în traiectele de materie albă care pot să nu fie vizibile pe scanările RMN convenționale.
Rezultatele, publicate în revista „Alzheimer’s & Dementia”, arată că PSMD identifică anomalii timpurii ale materiei albe atât în cazul bolii Alzheimer sporadice, cât și în cazul bolii Alzheimer asociate cu sindromul Down. În această din urmă populație, aceste modificări sunt observate în jurul vârstei de 38 de ani, cu aproximativ 15 ani înainte ca demența Alzheimer să devină evidentă clinic.
Studiul susține ideea că boala Alzheimer nu afectează doar materia cenușie. Materia albă este de asemenea alterată devreme în evoluția bolii și poate oferi informații relevante despre progresia acesteia.
Studiul a inclus 496 de participanți din două cohorte Sant Pau: Inițiativa de Imagistică Neuro-Alzheimer Down Barcelona (DABNI) și Inițiativa Sant Pau asupra Neurodegenerării (SPIN). În total, cercetătorii au analizat 150 de indivizi sănătoși cognitiv, 118 pacienți cu boală Alzheimer sporadică și 228 de adulți cu sindrom Down.
Persoanele cu sindrom Down reprezintă o populație relevantă pentru studierea bolii Alzheimer. Trisomia 21 implică o copie suplimentară a genei APP, care este asociată cu producția de beta-amiloid, una dintre proteinele cheie implicate în boală. Din acest motiv, persoanele cu sindrom Down experimentează o acumulare foarte timpurie a patologiei amiloide și au un risc de viață foarte ridicat de a dezvolta boala Alzheimer.
„Sindromul Down ne oferă o oportunitate unică de a studia cele mai timpurii stadii ale bolii Alzheimer deoarece progresia sa biologică este mai predictibilă. Acest lucru ne permite să analizăm schimbările care sunt mult mai dificil de detectat în populația generală înainte ca simptomele să apară,” observă Dr. Alexandre Bejanin.
Până acum, PSMD a fost studiat în mai multe boli asociate cu deteriorarea materiei albe și boala vasculară cerebrală mică, inclusiv angiopatia amiloidă cerebrală, dar nu fusese aplicat pe scară largă la persoanele cu sindrom Down. „Această metrică nu fusese studiată în sindromul Down. Ne-am dorit să o comparăm cu boala Alzheimer sporadică pentru a determina dacă observațiile noastre în această populație urmau un model similar și ne-ar putea ajuta să înțelegem mecanismele comune ale bolii,” precizează Dr. Alejandra Morcillo-Nieto.
PSMD este obținut din imagistica prin difuzie, un tip de imagistică prin rezonanță magnetică care analizează mișcarea moleculelor de apă în țesutul cerebral. În materia albă sănătoasă, această mișcare este influențată de organizarea axonilor și mielinei. Atunci când apar daune axonale, pierdere de mielină sau anomalii microvasculare, difuzia devine mai eterogenă.
„PSMD se concentrează pe traiectele de materie albă și oferă o valoare globală pentru fiecare individ. Acest lucru o face relativ ușor de calculat și potențial util ca un instrument complementar în cercetare, practică clinică și studii clinice,” explică Dr. Morcillo-Nieto.
Unul dintre principalele avantaje ale acestei măsurători este capacitatea sa de a detecta anomalii microstructurale înainte ca daunele să devină vizibile prin tehnici convenționale de RMN. În studiu, în special în rândul persoanelor cu sindrom Down, PSMD a identificat anomalii în cazuri în care hiperintensitățile de materie albă nu erau încă prezente. Acestea sunt leziuni vizibile prin RMN, asociate în mod obișnuit cu daune vasculare și pierderea integrității țesutului cerebral.
„Imagistica prin difuzie este în mod inerent mai sensibilă la schimbări subtile decât alte secvențe convenționale. Valoarea PSMD constă în faptul că oferă o măsurare globală și poate detecta anomalii care nu sunt încă vizibile ca leziuni definitivate pe RMN structural,” adaugă cercetătorul.
Studiul indică faptul că PSMD crește odată cu vârsta în toate grupurile studiate, dar creșterea este deosebit de pronunțată în rândul persoanelor cu sindrom Down. În această populație, diferențele față de grupul de control au început să apară în jurul vârstei de 38 de ani, cu aproximativ 15 ani înainte ca demența Alzheimer să devină clinic evidentă.
„Aceasta este o descoperire relevantă, dar trebuie interpretată cu precauție. Studiul nu urmărește încă aceleași indivizi de-a lungul timpului. În schimb, compară participanți de vârste diferite într-o populație în care istoria naturală a bolii Alzheimer este foarte bine caracterizată. Următorul pas va fi să confirmăm aceste descoperiri prin studii longitudinale,” spune Dr. Morcillo-Nieto.
PSMD a fost, de asemenea, mai ridicat în rândul indivizilor care aveau deja simptome de boală Alzheimer, atât în populația generală, cât și în rândul persoanelor cu sindrom Down. Cu toate acestea, odată ce simptomele au apărut, metrica nu a reușit să distingă clar între stadiile prodromale și demență.
Valorile mai mari ale PSMD au fost asociate, de asemenea, cu o performanță cognitivă generală mai slabă, atât în rândul persoanelor cu boală Alzheimer sporadică, cât și în rândul celor cu sindrom Down. În acest din urmă grup, cercetătorii au utilizat teste neuropsihologice adaptate caracteristicilor acestei populații, permițându-le să coreleze anomaliile de materie albă cu funcționarea cognitivă în ambele contexte clinice.
„Am observat o creștere semnificativă atunci când indivizii au trecut de la o etapă asimptomatică la una simptomatică. După acest punct, deși PSMD poate continua să crească, nu pare să fie la fel de precis ca instrument pentru clasificarea severității bolii. Prin urmare, ar putea fi mai util ca biomarker timpuriu decât ca marker de stadiu,” rezumă Dr. Morcillo-Nieto.
Studiul a analizat de asemenea relația dintre PSMD și mai mulți biomarkeri din lichidul cefalorahidian. Markerul care a arătat cea mai consistentă asociere a fost neurofilament light chain (NfL), o proteină eliberată atunci când apar daune axonale. Această relație susține ideea că PSMD captează anomalii structurale relevante în traiectele de materie albă, care sunt compuse în principal din axoni mielinizați.
PSMD a fost, de asemenea, asociat cu biomarkerii deja stabiliți ai
