Aunque el término no apareció hasta la década de 1980, el concepto de biomarcadores ha existido durante casi un siglo. Hoy en día, los médicos analizan regularmente la sangre para detectar signos de anemia o el antígeno asociado con el cáncer de próstata. Las muestras de orina pueden indicar la presenciade infección o diabetes, y los EEG diagnostican anomalías eléctricas en el cerebro.
Pero los científicos ahora están avanzando en el concepto, buscando formas de identificar una serie de enfermedades al inicio del proceso para brindar la oportunidad de una intervención temprana y mejorar las posibilidades de que el tratamiento sea efectivo.
Esto es particularmente cierto para la enfermedad de Alzheimer EA, donde la evidencia apunta al hecho de que el proceso de la enfermedad comienza mucho antes de que alguien tenga síntomas clínicos, y las ramificaciones de la enfermedad, tanto financieras como emocionales, son desastrosas.
En el Centro de Envejecimiento Sanders-Brown de la Universidad de Kentucky, los investigadores están buscando biomarcadores que puedan servir como un sistema de alerta temprana para la EA. El proceso no está exento de complicaciones, pero estos científicos poseen un espíritu colectivo "Rosie the Riveter".
Mark Lovell es uno de ellos. Según Lovell, la única forma definitiva de diagnosticar AD es a través de la autopsia, aunque otras opciones, como las imágenes PET para identificar la presencia de patología AD, se están volviendo más utilizadas. El desafío, explicaEl químico bioanalítico y profesor de química Jack y Linda Gill está encontrando un biomarcador que 1 es un predictor aceptado de la enfermedad y 2 puede ser fácilmente identificado por un médico a nivel clínico.
"Múltiples estudios muestran alteraciones en los niveles de las proteínas asociadas con AD - tau y beta amiloide - en el líquido cefalorraquídeo, pero una punción lumbar para obtener ese líquido a menudo es difícil de vender para los pacientes", dijo Lovell. "Además,parece haber variabilidad en los datos que conectan los niveles de estas proteínas en el LCR y el diagnóstico de EA, lo que ha limitado el uso de beta amiloide y tau clínicamente ".
Pero en el espíritu del icónico primer director de Sanders-Brown y el mentor de investigación de Lovell, William Markesbery, Lovell está dispuesto a explorar ideas no convencionales, por lo que comenzó a buscar biomarcadores alternativos.
En colaboración con Bert Lynn, director del Centro de Espectrometría de Masas del Reino Unido, Lovell comenzó a clasificar las proteínas en muestras de LCR por peso. A medida que llegaron los resultados, dos proteínas particulares transtiretina y prostaglandina-d-sintasa le llamaron la atención.
"Pudimos descubrir que estas dos proteínas, cuando estaban sujetas a daño oxidativo, tendían a unirse y fraccionarse a un peso molecular más alto de lo esperado", dijo Lovell.
Un estudio adicional sugirió que estas proteínas pueden indicar una disfunción en el plexo coroideo, una región del cerebro responsable de la producción y filtración del líquido cefalorraquídeo.
Dado que, en AD, los datos actuales sugieren que hay cambios en la capacidad de transferencia del plexo coroideo, tenía sentido para Lovell y Lynn que estas dos proteínas podrían ser un buen biomarcador para AD.
El siguiente paso, dice Lovell, era ir "aguas abajo" a la sangre o la orina, por ejemplo para determinar si esta misma combinación de proteínas aparece allí también.
"Históricamente he sido escéptico de que la sangre pueda ser un predictor tan fuerte de la enfermedad de Alzheimer como el líquido cefalorraquídeo LCR, pero me sorprendió gratamente ver que había una correlación razonable en las muestras de LCR y la sangre extraída del mismopacientes ", dijo Lovell.
Lovell advierte que es necesaria una evaluación adicional en poblaciones de muestra más grandes antes de que esto pueda llamarse un éxito definitivo, pero si se confirma la hipótesis, "tendremos un biomarcador a base de sangre que podría ser más predictivo que el péptido beta amiloide".
En última instancia, Lovell cree que la AD será diagnosticada por un panel de tres o cuatro biomarcadores, en lugar de una sola prueba de "arriba o abajo". Y ahí es donde entra Brian Gold.
Gold, un neurocientífico cognitivo, está fascinado por los hallazgos de biomarcadores de proteínas CSF de Lovell y otros y está llevando a cabo su propia investigación con la esperanza de utilizar imágenes cerebrales para encontrar biomarcadores de AD no invasivos. Sin embargo, hasta ahora, explica Gold, la mayoríaLos estudios de resonancia magnética de la EA preclínica se han restringido a las características volumétricas estructurales del cerebro.
"En cambio, nos hemos centrado en los cambios cerebrales microestructurales detectables con una forma de resonancia magnética llamada imágenes de tensor de difusión DTI, que evalúa la difusión de las moléculas de agua en el cerebro", dijo Gold. "A medida que las estructuras celulares comienzan a degenerar,las barreras tisulares también se degeneran, lo que permite una mayor difusión del agua Los cambios en el cerebro basados en DTI son, por lo tanto, algo análogos a las grietas finas en los cimientos de una casa que preceden al daño estructural visible ".
Gold y sus colegas son uno de los pocos grupos de EE. UU. Que exploran cómo los biomarcadores de proteínas del LCR se correlacionan con los cambios cerebrales microestructurales usando DTI y los cambios fisiológicos dinámicos usando MRI funcional
Su trabajo, publicado el año pasado en el Neurobiología del envejecimiento , encontró correlaciones tentadoras entre la microestructura reducida de la sustancia blanca en el cerebro y la presencia de marcadores CSF de AD.
"En otras palabras, si nuestros hallazgos usando DTI y MRI funcional están altamente correlacionados con los biomarcadores de LCR de Lovell, potencialmente hemos descubierto una forma mínimamente invasiva de diagnosticar la EA preclínica".
Mientras Gold y Lovell buscan prospectivamente el Santo Grial, otros en Sanders-Brown están tomando una mirada retrospectiva usando big data.
Dick Kryscio y Erin Abner ayudan a administrar la base de datos del Centro de Enfermedades de Alzheimer ADC, una colección de miles de puntos de datos de más de 1300 voluntarios de investigación inscritos en la cohorte Biológicamente Resilientes Adultos en Estudios Neurológicos. Con literalmente miles de muestras de sangre, LCRmuestras, resultados de pruebas cognitivas, historial de medicación, exámenes físicos y neurológicos e historial médico, el tamaño de la base de datos probablemente se aproxima al inventario de una tienda de abarrotes de tamaño medio. Abner y Kryscio revisan las cantidades de datos en busca de consistencias que podrían constituir una advertencia tempranade enfermedad
Kryscio señala que los biomarcadores sirven para dos propósitos: como un predictor de enfermedad y como un medio para un diagnóstico. Si bien la mayoría de los biomarcadores en la actualidad cumplen la última función, "un marcador realmente se mantiene cuando una persona está en camino deenfermedad ", dice.
Y, aunque no es un biomarcador en el sentido más estricto, su trabajo más prometedor para predecir la enfermedad ha sido en el área de las quejas de memoria autoinformadas.
Abner y Kryscio han publicado estudios en Neurología y Revista de prevención demostrando un vínculo entre las quejas de memoria autoinformadas y el desarrollo del deterioro cognitivo más adelante en la vida.
"En otras palabras, las personas generalmente son los mejores jueces de su propia memoria: pueden detectar problemas sutiles años antes de que aparezcan síntomas más obvios", dice Abner. Ella señala que es una enorme simplificación excesiva ".es probable que tenga AD solo porque no puede recordar dónde puso sus llaves algún día ", dijo, pero agregó que tiene potencial como candidato para el" panel de pruebas ".
Los esfuerzos de Abner y Kryscio tienen ramificaciones internacionales, ya que son dos de los guardianes de las bioespecificaciones de ADC, que se comparten en todo el mundo.
"El número de parámetros de datos y la naturaleza longitudinal de los datos disponibles hacen que esta base de datos sea de clase mundial, pero hay un número finito de estudios para los cuales podemos proporcionar muestras antes de que se agote el suministro", dijo Kryscio."Es un servicio para nuestros participantes en la investigación ayudar a los investigadores con un diseño de estudio que elimine el desperdicio y maximice la calidad de la ciencia, y no tomamos esa responsabilidad a la ligera".
Independientemente del camino, ya sea mirando hacia adelante o hacia atrás, la capacidad de detectar AD en sus primeras etapas tendrá enormes ramificaciones en la carrera para tratar y, finalmente, curar la enfermedad más costosa que el hombre conoce actualmente.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Kentucky . Original escrito por Laura Dawahare. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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