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Tesi etd-02202018-124740


Thesis type
Tesi di laurea magistrale LM6
Author
CASALI, ELENA
URN
etd-02202018-124740
Title
Valore diagnostico dei marcatori periferici intra-eritrocitari Beta-amiloide, Tau e Alfa-sinucleina nella Malattia di Alzheimer iniziale
Struttura
RICERCA TRASLAZIONALE E DELLE NUOVE TECNOLOGIE IN MEDICINA E CHIRURGIA
Corso di studi
MEDICINA E CHIRURGIA
Commissione
relatore Prof. Bonuccelli, Ubaldo
correlatore Dott. Baldacci, Filippo
Parole chiave
  • Alzheimer
Data inizio appello
13/03/2018;
Consultabilità
completa
Riassunto analitico
La Malattia di Alzheimer (MA) è il più comune disturbo neurodegenerativo e la principale causa di demenza nella popolazione di età avanzata. Rappresenta un fenomeno di grande impatto sociale ed economico, destinato ad aggravarsi in futuro a causa dell’incremento, nella popolazione generale, dell’aspettativa di vita e dell’età media.<br>La diagnosi di certezza di MA è autoptica e viene formulata sulla base della presenza combinata di anamnesi positiva di demenza e riscontro anatomopatologico cerebrale di placche di amiloide (proteina β-amiloide 42, Aβ1-42) e di grovigli neurofibrillari (proteina tau fosforilata, p-Tau).<br>L’introduzione nella pratica clinica di biomarcatori dell’amiloide e della proteina tau in vivo (neuroimaging e analisi liquorali), direttamente correlati con il substrato fisiopatologico della MA, ha permesso un miglioramento dell’accuratezza diagnostica. Tali strumenti, integrati alla imprescindibile valutazione clinica neuropsicologica, non solo si rivelano di grande ausilio nella diagnosi di conferma della tipica sindrome amnesica della MA, ma, soprattutto, permettono di anticiparne la diagnosi già durante la fase prodromica (mild cognitive impairment) o addirittura preclinica (fase asintomatica) che precede l’esordio dei disturbi cognitivi. Inoltre i biomarcatori permettono di identificare forme clinicamente atipiche, cioè non amnesiche, quali la variante frontale, logopenica e posteriore.<br>Tuttavia, è importante sottolineare che la relazione tra gli elementi patogenetici e lo sviluppo della malattia non sembra possedere una causalità lineare così come presupposto dall’ipotesi amiloidogenica: è sempre più accreditata, invece, la teoria che sostiene la coesistenza di meccanismi patogenetici multipli, eterogenei e soprattutto condivisi con altri disturbi neurodegenerativi. In particolare, le malattie neurodegenerative sono caratterizzate da un misfolding di multiple proteine, come Aβ, Tau e α-sinucleina (α-syn), le quali si aggregano e si accumulano in maniera anomala non solo a livello cerebrale, ma anche nei tessuti periferici; la capacità di tali proteine di interagire l’una con l’altra sembra rappresentare un ulteriore fattore di aggregazione, deposizione patologica e, non ultimo, variabilità fenotipica. Infine, il riscontro post-mortem di profili variabili e pleiomorfi di accumulo proteico intracerebrale rafforzerebbe l&#39;ipotesi dell’esistenza di uno spettro continuo tra le malattie neurodegenerative, compresa la MA; infatti, solo per citare un esempio, nelle analisi autoptiche, in circa un terzo dei pazienti affetti da MA, è possibile dimostrare a livello dell’amigdala la presenza di inclusioni intracellulari di α-syn, classicamente ritenuta patognomonica delle sinucleinopatie (in particolare della Malattia di Parkinson e della demenza con corpi di Lewy).<br>Ad oggi, il processo di valutazione di tali biomarcatori presenta alcune limitazioni di applicabilità, dovute ad invasività e costi; per questo motivo si tende a orientare la ricerca verso l’individuazione di biomarcatori a livello periferico, soprattutto al fine di promuovere uno screening di popolazione.<br>Alla luce della natura complessa della MA, emerge la necessità di strutturare l’approccio diagnostico su più livelli, e in questo scenario si muove la ricerca di biomarcatori periferici. La scoperta di biomarcatori diagnostici affidabili su sangue potenzialmente possiede tutte le caratteristiche di un’ideale metodica di screening, in quanto facilmente accessibile, riproducibile, economica e minimamente invasiva. La disponibilità di un adeguato test di screening per la MA e le altre malattie neurodegenerative permetterebbe di selezionare i pazienti che necessitano di sottoporsi a metodiche di secondo livello per una caratterizzazione biologica più specifica; lo scopo finale di questo processo diagnostico a tappe sarebbe quello di disegnare interventi terapeutici disease-modifying mirati e personalizzati. È stato dimostrato che le alterazioni del metabolismo proteico cerebrale e liquorale si riflettono nei tessuti periferici, in particolare nel sangue, grazie a un semplice processo di diffusione o per compromissione della barriera emato-encefalica. Recenti studi hanno dimostrato che i globuli rossi sono sensibili all’accumulo di proteine misfolded, probabilmente per un meccanismo di assorbimento cellulare dal fluido plasmatico. Inoltre, i globuli rossi contengono la quasi totalità dell’α-syn presente nel sangue e sono coinvolti nella produzione e nel catabolismo della proteina Aβ; per questo possono rappresentare un sito privilegiato e un modello per lo studio dei processi neurodegenerativi.<br>Partendo da tali premesse, è stato disegnato il seguente studio cross-sectional, con lo scopo di misurare la concentrazione dei biomarcatori periferici Aβ1-42, Tau totale (t-Tau) e t-α-syn all’interno dei globuli rossi in una coorte di pazienti affetti da MA lieve e, conseguentemente, stabilire se questa misurazione possieda un potenziale valore diagnostico nel discriminare tali pazienti da un gruppo di controlli cognitivamente sani. Di ogni biomarcatore è stata quindi misurata la concentrazione eritrocitaria e indagata l’accuratezza diagnostica nel discriminare i due gruppi.<br>In particolare, sono stati reclutati 26 pazienti (11 donne e 15 uomini, età 70 ± 8,71 anni) affetti da “MA probabile” prevalentemente amnesica (MA tipica), secondo i criteri diagnostici clinici del National Institute of Neurological and Communicative Disorders and Stroke; Alzheimer’s Disease and Related Disorders Association (NINDCS-ADRDA), con una severità di grado lieve, come stabilito in base al punteggio ottenuto al Mini-Mental State Examination (MMSE) (≥ 20/30). Parallelamente, sono stati arruolati 20 controlli cognitivamente integri (quattro donne e 16 uomini, età 68,05 ± 5,93 anni). Il livello dei biomarcatori nei campioni di sangue è stato misurato utilizzando il saggio ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay).<br>Le differenze nei valori dei biomarcatori riscontrate tra i due gruppi (controlli vs. pazienti affetti da MA) sono state studiate mediante il test non-parametrico di Mann-Whitney. Le differenze di sesso sono state studiate mediante il test del χ2 con correzione per la continuità o il test esatto di Fisher quando appropriato.<br>In primo luogo, è emerso che né la differenza di sesso né la differenza di età media tra il gruppo dei pazienti e il gruppo dei controlli sono risultate statisticamente significative. Per quanto riguarda i dati dell’immunodosaggio, né Aβ1-42 né t-Tau hanno mostrato differenze statisticamente significativa tra il gruppo MA e il gruppo di controllo; invece, la concentrazione eritrocitaria di t-α-syn, risulta significativamente inferiore nel gruppo dei pazienti affetti da MA rispetto al gruppo dei soggetti cognitivamente sani (mediana = 8,39 vs. 20,33 ng/mg, range IQ = 3,72-14,47 vs. 15,61-47,99 ng/mg; p = 0,001). Inoltre, i livelli di t--syn permettono di discriminare i due gruppi con un’accuratezza diagnostica moderata (AUROC = 0,78; IC = 0,63-0,92, 95%; p = 0,001).<br>In base a questi risultati, dunque, le concentrazioni eritrocitarie di Aβ1-42 e di t-Tau non sembrano rappresentare potenziali biomarcatori della MA. A questo proposito, studi analoghi effettuati su sangue hanno condotto a esiti contrastanti. Rimane comunque da tener presente il possibile coinvolgimento dei globuli rossi soprattutto nel metabolismo e nella clearance del peptide Aβ con conseguenti potenziali ripercussioni a livello del sistema nervoso centrale. Saranno quindi necessarie ulteriore indagini mediante metodiche ultrasensibili e standardizzate tra più laboratori. Riguardo a t-α-syn, invece, si può ipotizzare che la riduzione della sua concentrazione periferica si associ a un incremento dei dimeri e degli oligomeri neurotossici di α-syn o alla formazione di eterocomplessi di α-syn con altre molecole, tra cui potenzialmente Aβ e Tau. I risultati ottenuti suggeriscono, quindi, che modificazioni nella concentrazione di t-α-syn riscontrate a livello eritrocitario possano riflettere meccanismi fisiopatologici neurodegenerativi cerebrali, sebbene non sembrino specifici della MA.<br>In conclusione, mentre le concentrazioni eritrocitarie di Aβ1-42 e di t-Tau non sembrano possedere un valore diagnostico nella MA, quelle di t-α-syn consentono di discriminare il gruppo di pazienti con MA dal gruppo dei controlli con moderata accuratezza, e per tale motivo potrebbero costituire un potenziale biomarcatore diagnostico della MA in fase precoce di malattia. La misurazione dei livelli di t-α-syn all’interno dei globuli rossi potrebbe, in definitiva, risultare un’utile metodica di screening nei pazienti con MA in fase iniziale.<br>Il nostro studio presenta questi principali limiti: una ridotta numerosità del campione, la mancata inclusione di pazienti con mild cognitive impairment, e la natura cross-sectional della nostra indagine che non ci permette un’esplorazione prognostica dei biomarcatori. È necessario, dunque, effettuare ulteriori indagini in una coorte più ampia di pazienti, con un lungo periodo di follow-up e associarvi una correlazione con biomarcatori gold-standard di neuroimaging e liquorali (PET cerebrale con tracciante amiloide e dosaggio delle concentrazioni liquorali di Aβ1-42, p-Tau e t-Tau), in modo tale da confermare ed espandere i nostri risultati. Future indagini, inoltre, potrebbero essere rivolte alla ricerca di nuovi biomarcatori eritrocitari, da individuare in base alle alterazioni molecolari osservate nello spettro delle malattie neurodegenerative.<br>
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