Biomarkers plasmatici e del liquido cefalorachidiano per la diagnosi di malattia di Alzheimer in adulti con sindrome di Down

La diagnosi della malattia di Alzheimer in pazienti affetti da sindrome di Down è difficoltosa per la mancanza di biomarkers diagnostici validati. In questo lavoro sono state investigate le performace di biomarkers plasmatici e del liquido cefalorachidiano in questa popolazione.

La sindrome di Down è la più comune causa genetica di difficoltà dell’apprendimento e affligge tra i 5 gli 8 milioni di persone in tutto il mondo. La prevalenza della demenza in questa popolazione raggiunge più del 90% a 60 anni con caratteristiche neuropatologiche riconducibili all’Alzheimer.
L’aumento della prevalenza della malattia di Alzheimer è principalmente dovuto a una copia extra del gene della proteina precursore dell’amiloide causata dalla trisomia del cromosoma 21, una predisposizione genetica che ha portato alla concettualizzazione della sindrome di Down come una forma presintomatica della malattia di Alzheimer.
La diagnosi precoce della demenza correlata alla malattia di Alzheimer in individui con sindrome di Down è una grande sfida diagnostica per la variabilità dei deficit cognitivi correlati alla loro disabilità intellettiva. Inoltre, esiste una carenza di protocolli di valutazione standardizzati con validità provata. Biomarkers sensibili e specifici di m. di Alzheimer migliorerebbero la diagnosi precoce nella s. Di Down e sarebbero cruciali per l’impostazione di specifici interventi terapeutici.
Biomarkers sierici presentano ovvi vantaggi in questo tipo di popolazione, per la loro facile accessibilità e non invasività. Le due maggiori limitazioni dei biomarkers sierici e plasmatici sono la bassa concentrazione delle proteine target e alti livelli di fattori che interferiscono con il saggio ELISA. Persone con s. di Down hanno concetrazioni plasmatiche di β amiloide (Aβ) significativamente più elevate rispetto a controlli in individui senza trisomia. Le concentrazioni plasmatiche totali di tau e neurofilamenti leggeri (NfL) non possono essere determinati con sicurezza tramite i convenzionali kit ELISA, ma richiedono saggi ultrasensibili come la tecnologia array a singola molecola (SIMOA).
Molti studi hanno identificato caratteristiche presenti nel LCR in soggeti con m. di Alzheimer, quali bassa bioncentrazione di Aβ e alte concetrazioni di t-tau e p-tau; la loro sensiblità e specificità ne ha comportato l’inserimento nei clinical trials. Tali performance sarebbero auspicabili anche in soggetti con s. di Down in quanto permetterebbero una diagnosi più accurata e precoce. Tuttavia, solamente studi di piccole dimensioni hanno valutato tali biomarkers in questo gruppo e nessuno di essi ne ha valutato le performance diagnostiche.

Gli autori di questo lavoro hanno ipotizzato che le concetrazioni dei biomarkers dell’Alzheimer nel plasma e nel LCR possano avere buone capacità diagnostiche nell’individuare m. di Alzheimer in stadio prodromico nella s. di Down. I loro obiettivi principali sono stati quelli di confrontare le concentrazioni di Aβ1–40, Aβ1–42, t-tau e NfL nel plasma e di Aβ1–40, Aβ1–42, t-tau, p-tau e NfL nel LCR tra un gruppo di controllo e diversi gruppi clinici di pazienti affetti da s. di Down; di valutare le performance diagnostiche di questi markers in soggetti affetti.

Sono stati considerati arruolabili soggetti adulti affetti da s. di Down che erano stati sottoposti a screening per l’Alzheimer durante il loro percorso clinico, tramite valutazioni neurologiche e neuropsicologiche annuali e per i quali fossero disponibili campioni di plasma e LCR. Per il gruppo di controllo sono stati selezionati un numero sufficiente di soggetti giovani (23-58 anni), senza trisomia, sani, senza disordini cognitivi, con uno score alla Clinical Dementia Rating scale di 0 e livelli normali di biomarkers per l’Alzheimer.
Le procedure hanno incluso esaminazioni neurologiche e neurofisiologiche tramite un questionario semi strutturato del livello di salute (Cambridge Examination for Mental Disorders of Older People with Down Syndrome and others with intellectual disabilities [CAMDEX-DS]) e batterie di test neuropsicologici come il Cambridge Cognition Examination (CAMCOG) entrambi adattadi per disabilità intellettiva. Il livello di disabilità è stato classificato secondo il Manuale diagnostico e statistico per i disordini mentali, V edizione come lieve, moderato, severo o grave. Le misure di laboratorio sono state rappresentate da campioni ematici e LCR nelle persone che hanno autorizzato la puntura lombare. Inoltre i partecipanti sono stati suddivisi in asintomatici, in fare prodromica, sospetta o certa m. di Alzheimer.
Sono stati arruolati 469 partecipanti con s. di Down, di questi 282 (194 asintomatici, 39 in stato prodrmoico e 49 con Alzheimer) sono stati inclusi nello studio. 67 controlli sani che rientravano nei criteri di inclusione sono stati arruolati. I campioni di LCR erano disponibili per 94 soggetti con s. di Down e per tutti i controlli sani. I livelli plasmatici di Aβ e NfL erano significativamente più elevati nel gruppo affetto. Livelli plasmatici di t-tau erano significativamente più elevati nei soggetti con diagnosi di Alzheimer.
Confrontando i diversi sottogruppi dei soggetti Down i livelli di Aβ erano significativamente più elevati nel gruppo con diagnosi di Alzheimer, ma non si sono registrate differenze tra gli altri gruppi; mentre i livelli di t-tau erano minori nel gruppo degli asintomatici. I livelli di NfL nel LCR erano significativamente più elvati nel gruppi in fase prodromica e in fase conclamata rispetto ai sani per m. di Alzheimer. Inoltre è stata individuata una correlazione forte tra i livelli plasmatici di NfL e nel LCR.

In conclusione, i livelli plasmati dei biomarkers presentano una povera performance diagnostica, ma da questi risultati emerge il ruolo delle concentrazioni plasmatiche di NfL, supportandone l’uso per una individuazione precoce dei soggetti con Alzheimer negli individui con s. di Down nella pratica clinica. Il risultato più importante è, infatti, stato quello dell’eccellente performance diagnostica dei livelli plasmatici di NfL per gli asintomatici al confronto con gli affetti. Pertanto, i livelli plasmatici di NfL possono aiutare la diagnosi clinica di deficit cognitivo nella s. di Down, solitamente difficile perchè richiede la dimostrazione di un deterioramento in una popolazione che presenta un deficit pre-esistente.
Nonostante la Aβ sia il biomarker più estensivamente studiato in letteratura, non ha mostrato una buona performance diagnostica, inoltre i livelli plasmatici e del LCR non mostravano correlazione. Lo stesso vale per t-tau.
È stato quindi mostrato per la prima volta in soggetti con s. di Down le potenzialità del dosaggio di NfL che si mostra più efficacie in questa popolazione rispetto a quella generale. La forte correlazione dei livelli plasmatici e LCR di questa molecola rendono possibile il suo dosaggio solo a livello plasmatico e quindi il suo utilizzo e varsatilità nella pratica clinica. Una diagnosi basata su markers biologici portebbe quindi portare a un’individuazione più precoce e sicura in questi soggetti, per i quali, come già detto, la dicriminazione dei deficit cognitivi è difficoltosa. Inoltre renderebbe anche più semplice il disegno di trial clinici preventivi.
Si tratta del lavoro più ampio, fino a questo momento, che abbia esplorato l’insorgenza della m. di Alzheimer in soggetti con s. di Down. Il più grande pubblicato in precedenza che contenesse valutazioni anche sul LCR accoglieva solamente 12 pazienti. Risulta anche essere il primo in cui sia stata utilizzata la tecnologia SIMOA, che ha una sensibilità e specificità maggiori della tecnica ELISA tradizionalmente utilizzata.
Una limitazione di questo studio è stata data dal fatto che le concentrazioni plasmatiche di NfL sono state analizzati tramite dati cross-sezionale- studi prospettici si rendono necessari per stabilire il valore prognostico di questi biomarkers, in paritcolare nei soggetti con s. di Down asintomatici. Inoltre, studi multicentrici sono necessari per replicare le performance diagnostiche dei livelli plasmatici di NfL.

Plasma and CSF biomarkers for the diagnosis of Alzheimer’s disease in adults with Down syndrome: a cross-sectional study
Juan Fortea, María Carmona-Iragui, Bessy Benejam, Susana Fernández, Laura Videla, Isabel Barroeta, Daniel Alcolea, Jordi Pegueroles, Laia Muñoz, Olivia Belbin, Mony J de Leon, Aleksandra Maleska Maceski, Christophe Hirtz, Jordi Clarimón, Sebastián Videla, Constance Delaby, Sylvain Lehmann, Rafael Blesa*, Alberto Lleó*

https://www.thelancet.com/pdfs/journals/laneur/PIIS1474-4422(18)30285-0.pdf