Болезнь Альцгеймера (AD) характеризуется накоплением внеклеточных амилоидных β (Aβ) бляшек, интранейрональных включений (нейрофибриллярных клубочков), состоящих из усеченных и фосфорилированных форм белка, стабилизирующего микротрубочки, тау, дистрофических нейритов, потери синапсов и нейронов и выраженного глиоза, который включает изменения в морфологии и функции микроглии и астроцитов.
Основным препятствием для эффективного проведения клинических испытаний новых препаратов-кандидатов против болезни Альцгеймера (AD) и идентификации пациентов является ограниченная способность системы здравоохранения диагностировать пациентов с ранней стадией болезни Альцгеймера. Тем не менее, исследования спинномозговой жидоксти (CSF) и позитронно - эмиссионной томографии (PET) далеки от стандартных тестов в общей практике врача , а учитывая высокую распространенность заболевания, альтернативы, такие как биомаркеры на основе крови, будут представлять собой значительный интерес, даже в качестве инструментов скрининга для определения того, кого следует направить в клинику памяти для специфического тестирования и лечения. Измерение биомаркеров для заболеваний головного мозга в крови создает ряд проблем, которые требуют чувствительных и специфических анализов и тщательной проверки. Биомаркеры, происходящие из мозга, как правило, присутствуют в крови в относительно низких концентрациях из-за гематоэнцефалического барьера, препятствующего свободному прохождению молекул между ЦНС и отделами крови. Кроме того, некоторые из биомаркеров, связанных с патологией AD, экспрессируются в не-церебральных тканях, что может мешать их измерению в крови. В крови могут присутствовать гетерофильные антитела (эндогенные антитела, которые реагируют с антителами иммунохимического теста предназначенного для измерения биомаркера), которые могут давать ложно высокие или низкие результаты. Эти типы антител являются гораздо меньшей проблемой в CSF, где уровни антител намного ниже. Кроме того, представляющий интерес аналит может подвергаться протеолитической деградации различными протеазами в плазме.
Протеомика
На измерения Aβ в плазме могут влиять матричные эффекты (главным образом, другие белки плазмы, связывающие Aβ), и аналитическая чувствительность первых анализов не позволяла ослабить такие матричные эффекты. В 2011 году был опубликован сверхчувствительный анализ на одну молекулу (Simoa) для Aβ42. Возникла корреляция плазмы с CSF Aβ42, и улучшенная аналитическая чувствительность прояснила, что отношение Aβ42 к Aβ40 в плазме было снижено у амилоидных PET-позитивных индивидуумов способом, аналогичным CSF Aβ42 / Aβ40, хотя с менее выраженным разделением. Несколько лет назад были описаны надежные анализы на основе масс-спектрометрии с иммунопреципитацией (IP-MS) для Aβ40 и Aβ42, показывающие снижение отношения Aβ42 / Aβ40 в плазме (аналогично тесту CSF) с диагностической точностью около 90%. Ранние сроки аномальных уровней неокортикального отложения Aβ делают его «золотым стандартом» для ранней идентификации заболевания, и поэтому сигнатуры крови, связанные с неокортикальным отложением Aβ, вызвали значительный интерес. Исследование репликации, проведенное N. Voyle et.al. ( 2015), выявило, что полипептид поджелудочной железы и IgM коррелируют с отложением неокортикального Aβ, причем IgM также коррелирует с отложением неокортикального Aβ у когнитивно нормальных участников. Опять же, сигнатуры этих вкладов совпадают как с воспалительным ответом, так и с каскадом комплемента.
На стадии деменции при AD концентрации тау в плазме, измеренные с помощью сверхчувствительных анализов, увеличиваются по сравнению с контрольно-нормальными показателями , но не так отчетливо, как при CSF. В недавней статье M. Mielke et.al. ( 2017) изучили взаимосвязь концентрации T-тау в плазме, определяемой Simoa, с когнитивным снижением у 458 участников из исследования в клинике Mayo по проблемам старения и обнаружили высокий T-тау в плазме, связанный с более быстрым прогрессированием симптоматики заболевания. M. Mielke et.al. также разработали анализ для тау, фосфорилированного по аминокислоте 181. Концентрация P-tau в плазме, измеренная с помощью этого анализа, была связана как с Aβ, так и с PET, а также с другими фенотипами, ассоциированными с AD.
Хорошо реплицированным биомаркером для нейродегенерации при AD является плазменный нейрофиламент (NfL), который является внутриаксонным структурным белком, способным проникать в биологические жидкости организма при повреждении аксонов независимо от его причины. Уровни NfL в сыворотке или плазме (любая матрица обладает хорошей эффективностью) сильно коррелируют с NfL CSF, повышаются при некоторых нейродегенеративных заболеваниях без AD и повышаются как при семейной, так и при спорадической AD. В семейном варианте AD уровни увеличиваются во временном интервале приблизительно за 10 лет до ожидаемого клинического начала болезни ; при спорадических заболеваниях изменения могут появиться несколько позже и могут также зависеть от возраста. В целом, NfL в плазме или сыворотке может быть надежным биомаркером крови для нейродегенерации при AD и других нейродегенеративных заболеваниях.
Было высказано предположение, что панели маркеров могут превосходить маркеры-кандидаты для диагностики, прогнозирования и характеристики AD . Таким образом, был предложен ряд многовариантных панелей биомаркеров на основе крови для классификации заболевания и его патологии. Многие из аналитов, выявленных в ходе этих исследований, связаны с амилоидозом и / или воспалением, но все же наблюдается заметное отсутствие гармонизации и репликации результатов. Воспалительные маркеры , а также белки , связанные с комплемента, показали ассоциации с когнитивными функциями, снижением когнитивных показателей и клинической прогрессии симптомов болезни Альцгйемера.
Метаболомика
Последние достижения в области ядерного магнитного резонанса и масс-спектроскопии в сочетании с высокоэффективной жидкостной / газовой хроматографией позволили провести динамическую оценку тысяч метаболитов, отражающих функциональные сети нисходящих изменений генома, транскриптома и протеома. Метаболические изменения в плазме, демонстрирующие разделение между контролями и AD, были описаны N. Greenberg et al. (2009) , причем двумя наиболее влиятельными метаболитами являются глицерофосфохолин и d-глюкозаминид. Другой вклад внесли M. Oresic et al. (2011 ) продемонстрировали метаболиты, которые были дифференциально экспрессированы у участников MCI, которые прогрессировали в когнитивном снижении и не прогрессировали до AD в течение 2-летнего периода, причем это открытие было специфически обусловлено 2,4-дигидроксибутановой кислотой. Вероятно, биосинтез и метаболизм бета-аланина, аспартата и аспаргина, аланина, l-цистеина, l-метионина, метионин-цистеин-глутамата, l-аргинина, лизина и желчных кислот значительно различаются между пациентами с болезнью Альцгеймера и здоровыми людьми. Оценка липидов стала еще одной областью интереса в поиске биомаркеров болезни Альцгеймера на основе крови. Два недавних пилотных исследования показали, что уровни липидов значительно различаются между носителями и не носителями мутаций в исследовании по семейной AD, а также по AD и контролям в спорадическом исследовании болезни Альцгеймера.
Эпигенетика
Эпигенетика также представляет все больший интерес в этой области, поскольку регуляция генов микро-РНК представляет собой один из таких центров для открытия биомаркеров. Предполагается, что miRNAs транспортируются в липосомах, HDLs, экзосомах и других белках, защищающих miRNA от деградации. P. Leidinger et al. (2013) впервые сообщили о панели из 12 микро РНК, способных отличить болезнь Альцгеймера от контроля с точностью 93%. Панель также обладала способностью отличать пациентов с болезнью Альцгеймера от пациентов с MCI, рассеянным склерозом, паркинсонизмом, большой депрессией, шизофренией и биполярным расстройством с точностью 74–78%.
Экзосомы
Первоначальные сообщения, в которых полученные из нейронов экзосомы были выделены из сыворотки с использованием антител против антигенов, обогащенных ЦНС, подвергнуты лизису и анализу на связанные с AD биомаркеры, показали многообещающие результаты , но протоколы такого исследования здесь трудно соблюдать.
Заключение
Маркерами-кандидатами, наиболее перспективными в качестве маркеров для болезни Альцгеймера , являются соотношение Aβ42 / Aβ40 в плазме, тау и NfL, но также имеются многообещающие данные о новых панелях, которые могут представлять ответы тканей на патологии, связанные с AD
Добавить комментарий