CONGRESO AAIC – NOVEDOSA BATERÍA DE 24 METABOLITOS PLASMÁTICOS PREDICE LA TRANSICIÓN DEL ESTADO PRECLÍNICO AL CLÍNICO EN LA ENFERMEDAD DE ALZHEIMER
En la Conferencia Internacional organizada por la Asociación de Alzheimer (ALZ), realizada en la ciudad de Washington, D.C., Estados Unidos, destacó la ponencia: Oportunidades emergente para la intervención temprana en el espectro de la enfermedad de Alzheimer.
La enfermedad de Alzheimer (EA), a pesar de estar anatómicamente circunscrita, se asocia a características sistémicas. Los estados preclínicos tienen características sistémicas que pueden ser reconocidas.
El deterioro de la función cognitiva sigue una función continua con la propia edad o envejecimiento, y mucho más acrecentada en caso de demencia. Este deterioro se podría caracterizar por dos fases, una fase preclínica o asintomática y otra sintomática que en este caso se inicia cuando aparecen los primeros síntomas de deterioro cognitivo leve. Podría también pensarse que durante la fase asintomática existieran sustratos neuronales intrínsecamente receptivos y que en la fase sintomática estos mismos sustratos fuesen insensibles.
En base a esta hipótesis, se decidió buscar biomarcadores preclínicos que pudiesen predecir de una forma precisa el progreso de la enfermedad en personas mayores. Para ello, se realizó un estudio longitudinal a partir de una cohorte inicial de 525 individuos de edad avanzada, mayores de 75 años, que fueron caracterizados clínicamente, evaluados y seguidos durante un periodo de tiempo concreto. Si durante el seguimiento se veía algún signo indicativo de deterioro, se analizaba la sangre del paciente recogida al inicio del estudio con el fin de determinar si presentaba algún biomarcador sugestivo de predecir la progresión subsiguiente de enfermedad de Alzheimer (EA) o de deterioro cognitivo leve (MCI)
Se crearon z-scores compuestos para caracterizar de la mejor manera a la población inicial, evaluando las siguientes funciones: atención, ejecución, lenguaje, memoria y proceso visoperceptual, mediante instrumentos estandarizados tales como el WMS-III – FDS, TMT-B, BNT-30, RAVLT, entre otros.
Con ello se pudo finalmente categorizar a los individuos en distintos grados de afección:
• Cognitivamente normal (CN): Z-score de memoria: – 0,7 – 0,7; resto de dominios cognitivos mayor que -1,3; estable durante dos años.
• Deterioro cognitivo leve amnésico (aMCI): Z-score de memoria: menor que -1,3; resto de dominios cognitivos mayor que -1,3;
• Enfermedad de Alzheimer (EA): Z-score de memoria: menor que -1,3; al menos otro dominio cognitivo menor que -1,3;
• Indefinido: no podían clasificarse por criterios.
• Convertidor (C): pacientes que al inicio no tenían ningún deterioro (C pre) y durante el seguimiento pasaron a presentar aMCI/EA (C post).
A partir de la cohorte inicial se decidió hacer un primer análisis. A este grupo inicial se le denominó “grupo de detección”, que estaba formado por 35 pacientes con MCI /Alzheimer, 18 convertidores y 53 controles equivalentes. Posteriormente, y tras seguir enrolando a más individuos, se realizó un segundo análisis en un grupo de individuos con las mismas características, que se le denominó “grupo de validación”, y que estaba compuesto por 11 pacientes afectos, 10 convertidores y 20 controles equivalentes.
A todos los pacientes se les extrajeron muestras de sangre para conservación y almacenamiento hasta su posterior análisis: metabolómico, proteómico, transcriptómico, epigenómico, genómico y exsosómico. A pesar de que se realizaron distintos tipos de análisis, a continuación solamente se presentan los biomarcadores metabolómicos de la enfermedad de Alzheimer presentes en sangre periférica.
De la cohorte inicial formada por 525 pacientes, se observó que 119 ancianos no sufrieron ningún cambio, mientras que otros 28 fueron categorizados como fenoconvertidores (MCI/EA).
Para el estudio metabolómico, se utilizó un equipo de cromatografía líquida de ultra alta resolución (UHPLC) con analizador de masas cuadrupolo (Q) – tiempo de vuelo (QTOF) e ionización por electrospray (ESI) y espectrometría de masas (MS).
Los metabolitos fueron seleccionados en base a 4600 características con el método regularizado ROC en base al método LASSO (Least Absolute Shrinkage and Selection Operator).
Para cuantificar y confirmar la identidad de los metabolitos finales seleccionados se utilizó un espectrómetro de masas SID MRM MS.
Los resultados lipidómicos del grupo inicial (fase detección) llevaron al descubrimiento de 10 biomarcadores con características cualitativas similares para cada subgrupo de pacientes: niveles más altos en los pacientes cognitivamente normales (CN), menores niveles en los pacientes destinados a padecer deterioro (convertidores: C pre) y un poco más altos en los pacientes convertidores afectos (Cpost) y en los afectos de aMCI/EA.
El área bajo la curva (ABC) ROC para determinar la relación entre verdaderos positivos y falsos positivos para los 10 lípidos en el grupo detección fue de 0,96. Posteriormente, se procedió a validar la prueba de los 10 lípidos encontrados en el otro grupo de pacientes (1) (fase de validación). La finalidad de este análisis era determinar si la batería de estos 10 metabolitos era capaz de clasificar correctamente a cada grupo clínico de pacientes. Se observó que sí que lo era; de hecho, el patrón lipídico presentaba el mismo comportamiento para cada grupo de pacientes.
Concretamente, el patrón de concentración de estos metabolitos era similar al de la fase de detección, con los niveles más altos en los pacientes cognitivamente normales, menores en los que iban a progresar o convertidores (C pre) y más elevados en los afectos de aMCI/EA. El ABC ROC de esta fase de validación era ligeramente inferior al de la fase anterior, de 0,92.
EXPANSIÓN DEL TEST
Con la finalidad de mejorar la precisión del sistema, se añadieron otros metabolitos que sumaban un total de 24, constituido predominantemente por metabolitos de la fosfatidilcolina (PCs), además de la mayor parte de los 10 metabolitos lipídicos anteriormente comentados, así como un aminoácido y una amina biogénica.
Posteriormente se determinaron las concentraciones de esta batería de 24 metabolitos en ambos grupos (detección y validación); las curvas ROC presentaban un ABC de 1 y 0,98, respectivamente. Se calculó el índice de riesgo de los 24 metabolitos en plasma (IRMP) , observándose que no había ningún solapamiento entre los pacientes normales y los que progresaron.
POSIBLES MECANISMOS DE EXPRESIÓN
Para entender el mecanismo en la expresión de estos metabolitos en pacientes susceptibles de sufrir progreso del deterioro cognitivo, se tiene que poder determinar el perfil metabólico de estos pacientes (Cpre) partiendo de la base de que presentan una disfunción metabólica en la que está implicada la carnitina y la vía metabólica de Kennedy.
La ruta metabólica de Kennedy se encarga de sintetizar de novo la fosfatidil colina (PC) a partir de colina. En ella intervienen la colina quinasa, la fosfocolina citidil transferasa y la colina fosfato transferasa.
En base a esto, existen diferentes preguntas a plantearse tales como si el perfil plasmático de estos metabolitos lipídicos en la fase preclínica refleja algún comportamiento concreto del SNC, o si los niveles más bajos de los mismos se deben a una degradación acelerada o a un defecto en la biosíntesis.
También cabe preguntarse si los niveles bajos observados de estos fosfolípidos en la fase preclínica cambia con la manifestación y progreso de la enfermedad y si se pueden restablecer con suplementos nutricionales.
Para responder a esta última pregunta se diseñó un estudio en pacientes con Alzheimer leve naïve al tratamiento que fueron tratados durante 24 semanas con un suplemento nutricional que contenía: UMP, DHA (omega-3 ), EPA (omega 3), colina, fosfolípidos, selenio, ácido fólico y vitaminas B12, B6, C y E. Se evaluó posteriormente los niveles de los metabolitos lipídicos en sangre (2).
Los resultados de este estudio demuestran que al reabastecer el sustrato metabólico mediante la suplementación nutricional se consigue restaurar los niveles de los metabolitos lípidos cuyos niveles estaban disminuidos al inicio del estudio. Entre el grupo control y el de intervención, las diferencias fueron significativas para la mayor parte de metabolitos. Concretamente, cinco de las 7 especies de fosfatidilcolina aumentaron significativamente después de la intervención nutricional (2).
ACCIONES FUTURAS
Ya se ha demostrado que 5 de los 7 fosfolípifos que estaban disminuidos en la fase preclínica en sujetos con EA pueden restablecerse con suplementos nutricionales, pero hay diferentes preguntas que se pueden plantear como por ejemplo, ¿qué fracción de los 24 metabolitos desregulados en plasma anteriormente comentados pueden verse corregidos con la suplementación?; o bien, si esta corrección nutricional conlleva beneficios clínicos reales y finalmente si sería necesario o justificado científicamente realizar otro segundo estudio de prevención con suplementos nutricionales.
Respecto a esta última cuestión, y gracias a esta batería de 24 metabolitos se podría identificar a los pacientes en riesgo para posteriormente realizar un segundo ensayo clínico aleatorizado con el fin de evaluar la restauración de estos metabolitos tras la ingestión de este suplemento nutricional así como para determinar si la intervención ralentiza la progresión de la enfermedad.
CONCLUSIONES
• Las pruebas diagnósticas que pueden predecir la enfermedad de Alzheimer permiten nuevos diseños de ensayos clínicos.
• Observaciones específicas sugieren una nueva patobiología en la fase preclínica de la EA.
• Son técnicas de diagnóstico relativamente poco invasivas, de bajo coste y de gran precisión que repercuten positivamente tanto en los pacientes como en sus familias.
• Estos datos posibilitarían la realización de futuros ensayos preventivos.
Al proporcionar los nutrientes que normalmente limitan la síntesis de fosfolípidos, esta intervención nutricional podría ser útil en sujetos asintomáticos con un perfil de biomarcadores lipídicos en plasma que pronostiquen el desarrollo de EA.
Actualmente se está trabajando en varias líneas de investigación al respecto; de hecho, se está preparando ya la documentación ética de un estudio con un gran tamaño muestral. También se está estudiando la correlación existente entre la desregulación del perfil lipídico y las disfunciones sinápicas de las redes neuronales y finalmente también se está evaluando si esta aproximación es económicamente rentable.
Todos estos proyectos están siendo posibles gracias a la colaboración de distintos centros académicos médicos de la Universidad de Rochester, de California y de Georgetown.
Referencias
1. Mapstone M, Cheema AK, Fiandaca MS, Zhong X, Mhyre
TR, MacArthur LH, et al. Plasma phospholipids identify antecedent memory impairment in older adults. Nat Med. 2014 Apr; 20(4):415-8.
2. Hartmann T, van Wijk N, Wurtman RJ, Olde Rikkert MG, Sijben JW, Soininen H, et al. A nutritional approach to ameliorate altered phospholipid metabolism in Alzheimer’s disease. J Alzheimers Dis. 2014;41(3):715-7.
