123RF
Badania krwi mogłyby zrewolucjonizować diagnozowanie choroby Alzheimera
Redaktor: Monika Stelmach
Data: 15.06.2022
| Tagi: | choroba Alzheimera, testy, krew |
Choć objawy demencji są dobrze poznane, przyczyny leżące u ich podstaw pozostają zagadką. Prace realizowane w ramach projektu PATHAD rzuciły dodatkowe światło na szlaki choroby. Naukowcy opracowali też test płynów ustrojowych, który może zrewolucjonizować jej diagnozowanie.
Choroba Alzheimera to schorzenie neurodegeneracyjne będące przyczyną większości przypadków demencji. Uważa się, że w rozwoju choroby znaczenie mają zarówno genetyczne, jak i środowiskowe czynniki ryzyka.
Najwcześniejsze molekularne objawy choroby Alzheimera pojawiają się, gdy amyloid beta (peptydy tworzące aminokwasy) łączą się w grupy w tkance mózgu znanej jako Abeta42.
Amyloid beta wytwarzany jest przez neurony w prawie 20 różnych postaciach. Kiedy Abeta42 gromadzi się w mózgu, stężenie amyloidu beta w płynie mózgowo-rdzeniowym w odcinku lędźwiowym spada. Pomiar takiego spadku to najwcześniejszy znany nauce biomarker choroby Alzheimera.
W związku z tym twórcy projektu PATHAD, realizowanego przy wsparciu programu „Maria Skłodowska-Curie”, dopracowali metodę pomiaru patologii amyloidowej w tkance mózgu, przygotowując jednocześnie testy wykrywające amyloid we krwi oraz w płynie mózgowo-rdzeniowym.
Badacze stworzyli też kilka markerów odpowiedzi na interwencje, w tym: dysfunkcję neuronów, aktywację astrocytów oraz aktywację mikrogleju.
– W szczególności badania krwi przyczynią się do zrewolucjonizowania diagnostyki choroby Alzheimera. Wiemy również, że niektóre testy sugerują skuteczność metod leczenia antyamyloidowego. Mam wielką nadzieję, że już wkrótce będziemy przepisywać leki pacjentom wykazującym wczesne objawy choroby Alzheimera i mającym dodatnie biomarkery we krwi. Będziemy przy tym monitorować skuteczność leczenia, wykorzystując te same biomarkery – zauważa Henrik Zetterberg, koordynator projektu.
Badanie szlaków molekularnych choroby Alzheimera
Badacze z projektu PATHAD pracowali na przekazanej pośmiertnie tkance mózgowej, porównując próbki od pacjentów ze stwierdzoną chorobą Alzheimera z próbkami od zdrowych pacjentów lub od pacjentów z innymi chorobami neurodegeneracyjnymi. Następnie stworzyli czułe testy, by wykrywać zmiany w biomarkerach mózgowych przed zbadaniem biomarkerów we krwi i w płynie mózgowo-rdzeniowym.
Naukowcy stosowali spektrometrię mas, działającą jak niezwykle czuła waga molekularna, a także testy immunologiczne, w ramach których oznaczone przeciwciała wykorzystano do wychwytywania i wykrywania docelowych cząsteczek.
Aby przeprowadzić badania krwi i płynu mózgowo-rdzeniowego, zespół wykorzystał próbki od dawców przed i po rozpoznaniu choroby Alzheimera. Umożliwiło mu to dokładniejsze ustalenie, kiedy różne biomarkery stają się dodatnie, a także śledzenie początku patologicznych zmian.
Uzyskane wyniki w dużej mierze potwierdziły tak zwaną hipotezę kaskady amyloidowej, która stanowi, że choroba Alzheimera zaczyna się od patologii amyloidowej prowadzącej do reakcji tkanki, w ramach której neurony wydzielają białka tau, a także aktywacji astrocytów oraz komórek mikrogleju. W połączeniu mają one toksyczny, upośledzający wpływ na pracę mózgu.
Zespół odkrył również, że początek takiego toksycznego wpływu zdarza się wcześniej, niż uprzednio sądzono. Wydaje się, że natychmiast oddziałuje on na synapsy i aksony pobliskich neuronów, zaś do patologii spowodowanej splątaniem białek tau i neurodegeneracji dochodzi dopiero później.
– Udało nam się określić wiele biomarkerów w płynach ustrojowych. Obecnie dysponujemy rzetelnymi badaniami krwi na obecność patologii amyloidów i białek tau, a także neurodegeneracji oraz aktywacji astrocytów. Koncentrujemy się teraz na najprostszym teście, czyli biomarkerach we krwi, ale opracujemy również ultraczułe testy biomarkerów w płynie mózgowo-rdzeniowym, na wypadek, gdyby badania krwi się nie sprawdziły – dodaje Zetterberg pracujący na Uniwersytecie w Göteborgu, będącym gospodarzem projektu.
Potencjał zrewolucjonizowania diagnostyki neurodegeneracji
Wyniki uzyskane w ramach projektu mogą pomóc w opracowaniu prostych, dostępnych i niedrogich narzędzi do diagnozowania choroby Alzheimera. Diagnostykę można byłoby prowadzić nawet w punktach podstawowej opieki zdrowotnej, choć nadal konieczna byłaby specjalistyczna ocena oraz zaawansowane neuroobrazowanie i analizy płynu mózgowo-rdzeniowego.
Dane uzyskane w projekcie PATHAD dodatkowo potwierdzają istnienie połączenia zwiększonej produkcji większej liczby form amyloidu beta oraz ich wadliwy klirens jako czynniki przyspieszające chorobę i stanowiące przy tym obiecujące cele leczenia.
Za pośrednictwem utworzonego przez siebie globalnego konsorcjum finansowanego przez Stowarzyszenie na rzecz Choroby Alzheimera oraz Fundację Narodowych Instytutów Zdrowia zespół pracuje obecnie nad wprowadzeniem tych nowych biomarkerów we krwi do praktyki klinicznej.
– Ze względu na to, jak dobrze sprawdziły się ultraczułe testy, zaczynamy podobne prace nad innymi neurodegeneracyjnymi biomarkerami, takimi jak alfa-synukleina oraz białka TDP-43, przydatnymi również w diagnozowaniu innych schorzeń, na przykład choroby Parkinsona – podsumowuje Zetterberg.
Najwcześniejsze molekularne objawy choroby Alzheimera pojawiają się, gdy amyloid beta (peptydy tworzące aminokwasy) łączą się w grupy w tkance mózgu znanej jako Abeta42.
Amyloid beta wytwarzany jest przez neurony w prawie 20 różnych postaciach. Kiedy Abeta42 gromadzi się w mózgu, stężenie amyloidu beta w płynie mózgowo-rdzeniowym w odcinku lędźwiowym spada. Pomiar takiego spadku to najwcześniejszy znany nauce biomarker choroby Alzheimera.
W związku z tym twórcy projektu PATHAD, realizowanego przy wsparciu programu „Maria Skłodowska-Curie”, dopracowali metodę pomiaru patologii amyloidowej w tkance mózgu, przygotowując jednocześnie testy wykrywające amyloid we krwi oraz w płynie mózgowo-rdzeniowym.
Badacze stworzyli też kilka markerów odpowiedzi na interwencje, w tym: dysfunkcję neuronów, aktywację astrocytów oraz aktywację mikrogleju.
– W szczególności badania krwi przyczynią się do zrewolucjonizowania diagnostyki choroby Alzheimera. Wiemy również, że niektóre testy sugerują skuteczność metod leczenia antyamyloidowego. Mam wielką nadzieję, że już wkrótce będziemy przepisywać leki pacjentom wykazującym wczesne objawy choroby Alzheimera i mającym dodatnie biomarkery we krwi. Będziemy przy tym monitorować skuteczność leczenia, wykorzystując te same biomarkery – zauważa Henrik Zetterberg, koordynator projektu.
Badanie szlaków molekularnych choroby Alzheimera
Badacze z projektu PATHAD pracowali na przekazanej pośmiertnie tkance mózgowej, porównując próbki od pacjentów ze stwierdzoną chorobą Alzheimera z próbkami od zdrowych pacjentów lub od pacjentów z innymi chorobami neurodegeneracyjnymi. Następnie stworzyli czułe testy, by wykrywać zmiany w biomarkerach mózgowych przed zbadaniem biomarkerów we krwi i w płynie mózgowo-rdzeniowym.
Naukowcy stosowali spektrometrię mas, działającą jak niezwykle czuła waga molekularna, a także testy immunologiczne, w ramach których oznaczone przeciwciała wykorzystano do wychwytywania i wykrywania docelowych cząsteczek.
Aby przeprowadzić badania krwi i płynu mózgowo-rdzeniowego, zespół wykorzystał próbki od dawców przed i po rozpoznaniu choroby Alzheimera. Umożliwiło mu to dokładniejsze ustalenie, kiedy różne biomarkery stają się dodatnie, a także śledzenie początku patologicznych zmian.
Uzyskane wyniki w dużej mierze potwierdziły tak zwaną hipotezę kaskady amyloidowej, która stanowi, że choroba Alzheimera zaczyna się od patologii amyloidowej prowadzącej do reakcji tkanki, w ramach której neurony wydzielają białka tau, a także aktywacji astrocytów oraz komórek mikrogleju. W połączeniu mają one toksyczny, upośledzający wpływ na pracę mózgu.
Zespół odkrył również, że początek takiego toksycznego wpływu zdarza się wcześniej, niż uprzednio sądzono. Wydaje się, że natychmiast oddziałuje on na synapsy i aksony pobliskich neuronów, zaś do patologii spowodowanej splątaniem białek tau i neurodegeneracji dochodzi dopiero później.
– Udało nam się określić wiele biomarkerów w płynach ustrojowych. Obecnie dysponujemy rzetelnymi badaniami krwi na obecność patologii amyloidów i białek tau, a także neurodegeneracji oraz aktywacji astrocytów. Koncentrujemy się teraz na najprostszym teście, czyli biomarkerach we krwi, ale opracujemy również ultraczułe testy biomarkerów w płynie mózgowo-rdzeniowym, na wypadek, gdyby badania krwi się nie sprawdziły – dodaje Zetterberg pracujący na Uniwersytecie w Göteborgu, będącym gospodarzem projektu.
Potencjał zrewolucjonizowania diagnostyki neurodegeneracji
Wyniki uzyskane w ramach projektu mogą pomóc w opracowaniu prostych, dostępnych i niedrogich narzędzi do diagnozowania choroby Alzheimera. Diagnostykę można byłoby prowadzić nawet w punktach podstawowej opieki zdrowotnej, choć nadal konieczna byłaby specjalistyczna ocena oraz zaawansowane neuroobrazowanie i analizy płynu mózgowo-rdzeniowego.
Dane uzyskane w projekcie PATHAD dodatkowo potwierdzają istnienie połączenia zwiększonej produkcji większej liczby form amyloidu beta oraz ich wadliwy klirens jako czynniki przyspieszające chorobę i stanowiące przy tym obiecujące cele leczenia.
Za pośrednictwem utworzonego przez siebie globalnego konsorcjum finansowanego przez Stowarzyszenie na rzecz Choroby Alzheimera oraz Fundację Narodowych Instytutów Zdrowia zespół pracuje obecnie nad wprowadzeniem tych nowych biomarkerów we krwi do praktyki klinicznej.
– Ze względu na to, jak dobrze sprawdziły się ultraczułe testy, zaczynamy podobne prace nad innymi neurodegeneracyjnymi biomarkerami, takimi jak alfa-synukleina oraz białka TDP-43, przydatnymi również w diagnozowaniu innych schorzeń, na przykład choroby Parkinsona – podsumowuje Zetterberg.
