Znaczenie biologicznych markerów we wczesnej diagnostyce

PSYCHOGERIATRIA POLSKA 2010; 7(1): 29-37
artykuł przeglądowy major review
Znaczenie biologicznych markerów
we wczesnej diagnostyce
choroby Alzheimera
Significance of biomarkers in an early diagnostic of
Alzheimer’s disease
Marzena Zboch, Jerzy Leszek
Ośrodek Badawczo-Naukowo-Dydaktyczny Chorób Otępiennych AM we Wrocławiu
Słowa kluczowe: β-amyloid, białko tau, choroba Alzheimera
Key words: β-amyloid, protein tau, Alzheimer’s disease
Streszczenie
Choroba Alzheimera (ang. Alzheimer’s disease, w skrócie: AD) jest najczęstszym schorzeniem neurozwyrodnieniowym osób w wieku podeszłym. Charakteryzuje się: zwyrodnieniem, utratą neuronów i ich
synaps, obecnością licznych blaszek starczych oraz zwyrodnienia włóknikowego. Klinicznie AD objawia
się postępującym osłabieniem pamięci i zaburzeniami innych funkcji poznawczych.
Kliniczną manifestację choroby poprzedzają procesy metaboliczno-biochemiczne. Pojawienie się leków
modyfikujących przebieg choroby takich jak np. inhibitory β- i Ω sekretazy wymaga niezawodnych
biochemicznych markerów, pozwalających wcześnie (w fazie przedklinicznej lub w fazie łagodnych zaburzeń funkcji poznawczych (ang. mild cognitive impairment, w skrócie: MCI) właściwie zdiagnozować
chorobę Alzheimera.
Podjęto dyskusję nad rolą i znaczeniem potencjalnych biomarkerów AD, opartych na procesach patofizjologicznych, takich jak tworzenie blaszek starczych (β-amyloid, β-sekretaza), zwyrodnienie włóknikowe (białko tau), zaburzenia metabolizmu lipoprotein (24 S- hydroksy-cholesterol), stres oksydacyjny,
metabolizm lipidów (izoprostany), reakcje glikacji (produkty glikacji), reakcje zapalne (cytokiny) oraz
apoptoza, zaburzenia hematopoezy i inne.
Abstract
Alzheimer’s disease – is the most common neurodegenerative disorder of the elderly and it is characterized by degeneration of neurons and their synapses with extensive amounts of senile plaques and
neurofibrillary tanges, and clinically by relentlessly progressive memory loss, as well as other cognitive
impairments. AD is know to have a long pre-clinical period. The development of disease-modyfying
PGP 131
Adres do korespondencji:
Marzena Zboch
Ośrodek Badawczo-Naukowo-Dydaktyczny Chorób Otępiennych AM we Wrocławiu
SP ZOZ w Ścinawie, 59-330 Ścinawa, Ul. Jana Pawła II Nr 12
e-mail: zbochm@poczta. onet.pl
Copyright © 2010 Fundacja Ochrony Zdrowia Psychicznego
30
Marzena Zboch: Biologiczne markery choroby Alzheimera
drugs like β- and Ω-secretase inhibitors need for reliable biochemical diagnostic markers, allowing early
(in pre- clinical period or MCI) and accurate diagnosis AD.
This review will discuss diagnostic potential of biomarkers of AD, which are based on pathophysiologic
processes such as SP formation (β-amyloid, BACE1), NFT formation (tau-protein), lipoprotein metabolism (24 S-hydroksy-cholesterol) oxidative stress (isoprostanes) and inflammation (cytokines),
reaction of glykation
(advanced glykation end-products-AGEs), inflammation (cytokines), dysregulation of hematopoiesis,
apoptosis and others.
Wraz z wydłużaniem się życia ludzkiego, problematyka schorzeń wieku podeszłego spotyka się z coraz
większym zainteresowaniem. Spośród chorób oraz zaburzeń psychicznych dotykających starzejące się
populacje społeczeństw uprzemysłowionych, prawdziwym wyzwaniem stają się choroby otępienne, z
najczęściej występującym otępieniem typu Alzheimera.
Ocenia się, że AD dotyczy 5-10% populacji po 65 roku życia i 50-60% po 85 r. ż.
Zgodnie z powszechnie przyjętymi kryteriami, koniecznym warunkiem rozpoznania choroby Alzheimera
jest pojawienie się otępienia [1].
Wiadomo jednak, że nieprawidłowości patologiczne (blaszki amyloidowe i nici neurofibrylarne) pojawiają
się ok. 10-20 lat przed objawami zaburzeń funkcji poznawczych i znacznym ubytkiem neuronów [2]. Stan
przedkliniczny lub początkowa faza choroby stanowi okres krytyczny w diagnostyce choroby. Wczesna
diagnostyka osób bez zaburzeń poznawczych, przed utratą neuronów i synaps, oraz zastosowanie w
przyszłości nowych terapii budzi nadzieję na zachowanie prawidłowej funkcji mózgowia [2, 3].
W związku z powyższym w centrum zainteresowania szeregu badaczy znajdują się biomarkery, które
identyfikują ryzyko zachorowania starszych osób z prawidłowymi funkcjami poznawczymi oraz ryzyko
rozwoju AD u osób z łagodnymi zaburzeniami funkcji poznawczych (MCI) [4, 5].
Biomarker został zdefiniowany przez Hulka jako: „komórkowa, biochemiczna lub molekularna zmiana,
która wyraźnie się zaznacza w biologicznych środowiskach, takich jak ludzkie tkanki, komórki lub płyny ustrojowe” [6]. Idealny biomarker dla choroby Alzheimera powinien odzwierciedlać podstawowe,
charakterystyczne cechy neuropatologiczne i neurofizjologiczne. Oznaczanie biomarkeru powinno być
niezawodne i powtarzalne, nieinwazyjne, proste do wykonania oraz niedrogie. Optymalny biomarker
powinien być wykrywany próbą diagnostyczną szybką, łatwą, bezpieczną, akceptowalną przez chorego i lekarza, a także musi posiadać bardzo ważną cechę – pozwolić na ujawnienie choroby w fazie
przedklinicznej [7].
Podstawowe znane dziś biomarkery ujawniają patologię mózgowia, leżącą u podstaw choroby. Do
nich należy β- amyloid, białko tau oraz białka kandydujące do biomarkerów – BACE1, ubiquitina,
białko neurofilamentu (NF), neuromodulina (GAP43), białko NTP i AD7c [1] oraz mniej swoiste markery: zapalenia (cytokininy) oraz stresu oksydacyjnego (witamina E, izoprostany), metabolizmu
(24S-hydroksycholesterol) [8] oraz sulfatydy (inositol fosfatidylowy) [9].
31
Marzena Zboch: Biologiczne markery choroby Alzheimera
Białko β-amyloidu
Podstawowym białkiem blaszki starczej jest β–amyloid (Aβ), powstający na drodze rozkładu proteolitycznego białka prekursora amyloidu (ang. beta-Amyloid Prekursor Protein – w skrócie APP), który jest
wydzielany do płynu mózgowo-rdzeniowego [1]. Oceniając poziom całkowitego Aβ u chorych na AD w
płynie mózgowo-rdzeniowym, przy użyciu metody ELISA, nie wykazano zmian w porównaniu z grupą
osób bez otępienia [1]. Interesujące natomiast okazały się dalsze badania β-amyloidu, występującego
w dwóch ważnych izoformach – zawierającego 40 aminokwasów (Aβ40) i 42 aminokwasy (Aβ42). Aβ42
jest izoformą dominującą w złogach mózgu i bardziej toksyczną. [1, 8] Różnymi metodami: ELISA,
Western blot, UREA SDS PAGE-Wester blot- stwierdzono obniżenie o ok. 50% Aβ42 w płynie mózgowo-rdzeniowym u chorych z AD [1]. Badania białka Aβ w płynie mózgowo rdzeniowym, z użyciem spektroskopii charakteryzowały się również dużą czułością (99%) i specyficznością (86%) [10]. Obniżenie
poziomu Aβ42 w płynie mózgowo-rdzeniowym jest prawdopodobnie spowodowane magazynowaniem go
w blaszkach starczych (badania autopsyjne wykazują istotną korelację między obniżeniem Aβ42 w płynie
mózgowo-rdzeniowym a powiększoną ilością blaszek starczych w obrębie kory nowej i hipokampa) [1].
Badanie poziomu Aβ42 w płynie mózgowo-rdzeniowym pozwala na różnicowanie AD z fizjologicznym
procesem starzenia się z czułością 86% i specyficznością 89% [1]. Prawidłowy poziom Aβ42 w płynie
mózgowo-rdzeniowym stwierdza się u chorych na schizofrenię, depresję, u osób z postępującym porażeniem ponadjądrowym, a nieco obniżony u pacjentów z otępieniem czołowo-skroniowym i otępieniem
naczyniopochodnym. [4] Natomiast nie obserwuje się zmian w poziomie Aβ40. Konsekwencją tego
zjawiska jest wzrost wskaźnika Aβ42/Aβ40 lub obniżenie Aβ40/Aβ42 [1]. Zwiększenie czułości badania
testem ELISA dla Aβ40 i Aβ42 umożliwia wykrywanie i analizę ilościową Aβ we krwi ludzkiej.
Całkowity poziom Aβ lub Aβ42 w osoczu był podwyższony u osób z rodzinną chorobą Alzheimera (z mutacją w genomie kodującym presnilinę lub APP), u osób z zespołem Downa i niekiedy w sporadycznych
przypadkach AD. Pomimo tego, uzyskiwane wyniki badań stężeń Aβ całkowitego w osoczu u chorych
z AD w porównaniu z grupą kontrolną nie pozwalają na użycie tej metody badań do diagnostyki różnicowej [11, 8]. Wykazano jednak, że obserwacja dynamiki zmian poziomu osoczowego Aβ40 i Aβ42
może pozwolić na określenie ryzyka rozwoju choroby Alzheimera. Poziomy Aβ całkowitego i Aβ42 są
podwyższone w fazie przedklinicznej-bezobjawowej [11, 12], natomiast stężenie Aβ40 nie wzrasta
[12]. W miarę rozwoju choroby i tworzenia się złogów amyloidowych poziom Aβ42 często obniża się
do prawidłowego, równolegle do obniżania się poziomu Aβ42 w płynie mózgowo-rdzeniowym [11].
Czyni to wskaźnik Aβ42/Aβ40 potencjalnym biomarkerem selektywnego odkładania się Aβ42 w blaszkach amyloidowych, który może by użyty dla oznaczenia wczesnego ryzyka konwersji MCI w chorobę
Alzheimera [11].
Obecnie istnieje metoda obrazowania amyloidu in-vivo, przy użyciu techniki PET ze znacznikiem Pittsburgh Compoud-B (PIB PET). PIB PET pozwala na obrazowanie cząsteczkowego amyloidu i analizę
ilościową amyloidu w mózgowiu, która do niedawna mogła być prowadzona tylko po śmierci chorego
[13, 14, 15]. Czułość tej metody diagnostycznej oceniana jest na 89% [13], jest bardzo przydatna
w różnicowaniu AD z innymi otępieniami- zwłaszcza z otępieniem czołowo-skroniowym (ang. Frontotemporal Dementia, w skrócie FTD) [14]. Wzrost wychwytu PIB u osób bez otępienia, u których
postawiono następnie diagnozę AD, potwierdza hipotezę, że ta metoda może być użyta jako detektor
przedklinicznego stadium AD [13, 14].
Białko Tau
Tau- jest białkiem budulcowym mikrotubul, głównie zlokalizowanych w aksonach neuronalnych. Występuje ono w 6 izoformach (z od 252 do 441 aminokwasami). Białko tau ułatwia gromadzenie i stabilizację
mikrotubul, co jest ważne w odniesieniu do transportu aksonalnego. Tau jest fosfoproteiną [4]. Fibrille
u chorych z AD utworzone są z nieprawidłowo-ufosforylowanych form białka tau. Hiperfosforylacja
białka tau także powoduje utratę zdolności do tworzenia i gromadzenia mikrotubul [4]. Niektórzy badacze wykrywali – przy zastosowaniu metody ELISA i przeciwciał poliklonalnch – umiarkowany wzrost
białka tau w płynie mózgowo-rdzeniowym u chorych z AD [4, 1]. Natomiast zastosowanie przeciwciał
32
Marzena Zboch: Biologiczne markery choroby Alzheimera
monoklonalnych ujawniło wzrost poziomu białka tau o ok. 200-300%w porównaniu z osobami bez otępienia. Badania białka tau wykazywały się czułością różnicowania chorych z AD od osób bez otępienia,
szacowaną na 81%, o specyficzności 91% [1].
Poziom białka tau w płynie mózgowo-rdzeniowym prawdopodobnie odzwierciedla intensywność uszkodzenia i degeneracji neuronów. Dlatego wysokie jego poziomy stwierdza się w chorobach przebiegających
z bardzo dużym uszkodzeniem neuronalnym np.: w chorobie Creutzfelda- Jakoba (ang. CreutzfeldJakob disease, w skrócie CJD), gdzie stężenie białka tau jest wyższe około 10-50 razy w porównaniu
do poziomu u chorych z AD, w ostrym urazie głowy, w otępieniu mieszanym i w niektórych wypadkach
otępienia naczyniowego (ang. Vasular Dementia, w skrócie VaD). Niewielki wzrost białka tau wykazano
w FTD i otępieniu z ciałkami Lewy’ego (ang. Dementia with Lewy Bodies, w skrócie DLB) [4].
W płynie mózgowo-rdzeniowym oznacza się również hyperfosforylowane białko tau (ang. phospho- tau,
w skrócie: P-tau), formy: P- tau 181 i P- tau 231 [16]. Wykazano, że specyficzność P- tau w płynie
mózgowo- rdzeniowym, w odniesieniu do różnicowania AD z innymi otępieniami, wydaje się być wyższa
niż całkowitego tau (ang. total- tau, w skrócie: T- tau) i Aβ.
Prawidłowy poziom P- tau w płynie mózgowo-rdzeniowym występuje w schorzeniach psychiatrycznych
(depresja), neurologicznych – np. stwardnienie boczne zanikowe i w przypadkach innych otępień – VAD,
FTD, LBD oraz u większości chorych z CJD.
Biomarkery w płynie mózgowo-rdzeniowym u chorych z AD
• Czułość i specyficzność dla wskaźnika T- tau/Aβ42 jest wyższa niż dla markerów pojedynczych -tau
lub Aβ42 i wynosi odpowiednio 89%i 90%.
• Wskaźnik P-tau181/Aβ42 charakteryzuje się czułością 86% i specyficznością 97%.
• Inny wskaźnik T-tau/P-tau 369-404 ma czułość 96% i specyficzność 100% [17].
β-sekretaza
β-sekretaza, (ang. beta-site amyloid prekursor protein – cleaving enzyme 1, w skrócie: BACE1) lub
(ang. aspartic protease, w skrócie ASP 2) jest transbłonową aspartylową proteazą, kodowaną przez gen
leżący na chromosomie 21q22 [18]. Występuje również białko BACE 2 (ASP1), o podobnej strukturze
do BACE 1 [18], ale o znacznie mniejszej aktywności [18, 19]. β-sekretaza jest jednym z dwóch kluczowych enzymów, biorących udział w procesie proteolizy białka AβPP, inicjuje go odcinając fragment
C99 i uwalnia rozpuszczalny APP beta; C99 jest następnie rozszczepiany przez gamma-sekretazę, co
prowadzi do powstania białka β- amyloidu [19, 20].
Ostatnie badania wykazały, że podwyższony poziom stężenia i aktywności BACE1 może inicjować
procesy amyloidogenezy w sporadycznej postaci AD oraz być powiązany z intensywnością degeneracji
aksonów [21].
Aktywność BACE1jest większa u nosicieli allelu APOE4 w porównaniu do nie-nosicieli tego allelu (najważniejszego czynnika rozwoju sporadycznej postaci choroby Alzheimera) u osób z MCI i AD [22].
Stwierdzono również wzrost stężenia i aktywności BACE1 w płynie mózgowo-rdzeniowym u pacjentów
z AD w porównaniu do osób zdrowych oraz wzrost poziomu i aktywności BACE1 u osób z MCI, u których
rozwinęło się otępienie alzheimerowskie w stosunku do pozostałych badanych z MCI [19, 21].
Znaczący wzrost stężenia BACE1 i jej aktywności w płynie mózgowo-rdzeniowym u osób z MCI wskazują
na możliwość konwersji do AD [19].
Przydatność BACE1 we wczesnej diagnostyce AD wymaga dalszych badań – zwłaszcza w świetle doniesień
o większym znaczeniu aktywności tego enzymu niż jego stężenia w płynie mózgowo-rdzeniowym [5].
33
Marzena Zboch: Biologiczne markery choroby Alzheimera
Dokładnej oceny wymaga także swoistość tego potencjalnego markera, gdyż jego wzrost zanotowano
także u chorych ze sporadyczną postacią CJD [23].
Inne białka mogące spełniać rolę biomarkerów
Ubiquitina jest małocząsteczkowym białkiem, którego poziom w korze mózgowej u chorych z AD jest
podwyższony i koreluje ze stopniem zmian neurofibrylarnych [1]. U osób z otępieniem typu Alzheimera
obserwuje się wzrost poziomu ubiquityny w płynie mózgowo-rdzeniowym [1].
Białka neurofilamentów (NF) są strukturalnymi komponentami w neuronalnych aksonach. Poziom NF-L
(składnik lekki) w płynie mózgowo-rdzeniowym koreluje ze stopniem uszkodzenia istoty białej mózgu
i może być biomarkerem uszkodzenia dużych aksonów. Natomiast jego wzrost nie jest swoisty jedynie
dla AD, ponieważ obserwuje się również podwyższenie jego poziomu u chorych z VAD i FTD [1].
GAP43 (neuromodulina) jest zlokalizowana w zakończeniach presynaptyczych aksonów w neuronach
kory mózgowej i jest wydzielana do płynu mózgowo-rdzeniowego. GAP43 może być potencjalnym
markerem zwyrodnienia synaptycznego. U chorych z AD wzrasta poziom GAP43 w płynie mózgowo-rdzeniowym, natomiast jest prawidłowy u chorych z FTD i PD [1]. Istnieje istotna korelacja między
poziomami T-tau białka i GAP43 w płynie mózgowo-rdzeniowym [1].
PROTEOMIKA
W ostatnich latach istotną rolę w poszukiwaniu białkowych markerów dla AD odgrywa proteomika, czyli
gałąź nauki zajmująca się badaniem struktury, funkcji i zależności między białkami. Istotą proteomiki
jest poszukiwanie charakterystycznych cech w profilach białkowych, którymi różnią się osoby zdrowe
i chore [5, 24], W przypadku choroby Alzheimera bardziej obiecujące może okazać się badanie białek
sygnalizacyjnych i czynników komunikacji międzykomórkowej niż całościowa proteomika osocza krwi.
Mózg kontroluje liczne funkcje organizmu przez uwalnianie białek sygnalizacyjnych. Ponieważ centralne
oraz obwodowe mechanizmy immunologiczno-zapalne są włączone w proces AD, powstają zmiany w
koncentracji białek sygnalizacyjnych we krwi, tworząc molekularny fenotyp specyficzny dla choroby.
Przebadano próbki krwi osób we wszystkich stadiach AD (od fazy przedklinicznej do zaawansowanej)
oraz różnych grup kontrolnych metodą sandwich ELISA – rozpoznano 120 białek sygnalizacyjnych.
W celu przeprowadzenia specyficznych dla AD oznaczeń użyto algorytmu zwanego predictive analysis
of microarrays (w skrócie: PAM). Zastosowanie metody PAM pozwoliło na zidentyfikowanie 18 białek ze
120, które różnicują próbki osocza chorych z AD od osób bez AD (w skrócie – NAD) z 95% zgodnością
pozytywną i 83% negatywną-odpowiednio do klinicznego rozpoznania [25].
Badanie neuropatologiczne potwierdziło rozpoznanie uzyskane przy pomocy PAM u 8 na dziewięć osób
z AD oraz brak rozpoznania AD u 10 osób na jedenaście, bez otępienia. Molekularny test i użycie PAM
pozwoliło na wyodrębnienie pacjentów z MCI, u których doszło do otępienia po 2-5 latach (91% pozytywnej zgodności z rozpoznaniem klinicznym) [25].
Badania wykazują, że fenotyp ze specyficznym dla AD wzorcem białek sygnalizacyjnych pojawia się
kilka lat przed postawieniem rozpoznania klinicznego [25].
Osiemnaście wyżej wymienionych białek bierze udział w odpowiedzi immunologicznej, w hematopoezie
i apoptozie. Są to-ANG-2 (angioproteina), chemokininy (CCL5, CCL7, CCL15, CCL18, CXCL8), epidermal
growth factor (EGF), G-CSF, GDNF, ICAM-1, GFBP-6, interleukiny(IL-α, IL-3, IL-11), M-CSF (monocytocolony stimulating factor), PDGF-BB, tumor necrosis factor (TNF-α), TRAIL-R4 [25].
Redukcja poziomu białek jak również niedobór aktywności neuroprotekcyjnej, neurotroficznej i hemostatycznej, są skojarzone z hematopoezą i procesem zapalnym w przebiegu choroby Alzheimera.
Obniżenie czynników związanych z hematopoezą może być szczególnie istotne w świetle nowych badań
sugerujących, że komórki hematopatyczne inicjują AD u ludzi i myszy doświadczalnych [25].
34
Marzena Zboch: Biologiczne markery choroby Alzheimera
Produkty glikacji białek
Produkty glikacji (ang. advanced glycation end-products, w skrócie AGEs) powstają w reakcjach wzmożonej glikacji, tj. nieenzymatycznej reakcji białek z redukującymi cukrami i aldehydami niecukrowymi.
Produkty AGEs to grupa heterogennych związków, do których należą m. in.: pentozydyna, prolina,
aldehyd piroilowy, karboksymetylolizyna (CML) oraz pochodna imidazolu (FFI) [25].
Produkty glikacji odgrywają ważną rolę w wytwarzaniu nieprawidłowego białka tau i prawdopodobnie w
procesie zmian konformacyjnych β-amyloidu, prowadząc do jego nierozpuszczalności. Badania ostatnich
lat sugerują, że produkty AGE odgrywają istotną rolę w patogenezie AD [26, 27].
Wykazano wyższą glikację białek w surowicy krwi chorych w porównaniu z grupą kontrolną, stosując jako
wskaźnik pomiarowy stężenie furozyny (jej stężenie było 1,5-2 razy większe u chorych z AD) [27].
W ocenie zachowania AGE w surowicy krwi stwierdzono niższy poziom całkowitego AGE u chorych
z AD niż w grupie kontrolnej (różnica istotna statystycznie) i niższy niż w grupie z VaD. Taki wynik
sugeruje akumulację nierozpuszczalnych produktów AGE w tkankach ze zmniejszeniem obecności ich
rozpuszczalnych form we krwi [27]. Produkty zaawansowanej glikacji były wykrywane u pacjentów z
AD z użyciem przeciwciał swoistych wobec proliny i pentozydyny i innych AGEs w obrębie neuronów i
astrocytów, razem z β-amyloidem, białkiem tau i ciałkami Hirano [27].
Sulfatydy
Sulfatydy(ST) odgrywają istotną rolę w regulacji wzrostu komórki, w transporcie białek, transdukcji
sygnału i plastyczności neuronalnej. Są syntetyzowane wyłącznie przez oligodendrocyty w ośrodkowym
układzie nerwowym. Stanowią przeważający składnik osłonki mielinowej aksonu.
W istocie białej mózgu w początkowej fazie AD wykazano istotny ubytek fosfolipidów mieliny oraz
fragmentację DNA [9].
Obniżenie poziomu sulfatydów obserwuje się u osób z AD. Szczególnie widoczne jest obniżenie poziomu
inositolu fosfatidylowego (ang. Pfosphatidyl inositol, w skrócie: IP). Poziom IP jest znacznie obniżony
już u osób z punktacją 0, 5 w skali Clinical Dementia Rating (w skrócie CDR). Wskaźnik ST/IP dla osób
bez zaburzeń kognitywnych (CDR 0) i osób z MCI – ujawnia wyraźną różnicę. [9]
Inne markery choroby Alzheimera
Izoprostany (ang. Isoprostanes, w skrócie IPs) są produktami peroksydacji lipidów i czułym markerem stresu oksydacyjnego [28, 29]. U chorych z AD obserwuje się zwiększenie ilości F2-iPs w płynie
mózgowo-rdzeniowym w porównaniu z grupą kontrolną. Czułość badania oceniana jest na 90% a
swoistość 61% [28].
Spośród chorób, w etiopatogenezie których może odgrywać ważną rolę stres oksydacyjny, wyróżnia się
choroby neurodegeneracyjne – AD, chorobę Huntingtona, CJD oraz stwardnienie rozsiane, miażdżycę
i hipercholesterolemię, cukrzycę, astmę i alkoholowe uszkodzenie wątroby [29].
24S-hydroxycholesterol – powstaje z cholesterolu konwertowanego przez specyficzną, neuronalną
24-hydroksylazę (CYP 46). Wstępne badania dowodzą, że podniesiony poziom 24S-hydrocholesterolu
w płynie mózgowo-rdzeniowym, może być czułym biomarkerem dla neurodegradacji u pacjentów z
MCI [30].
Podsumowanie
Zastosowanie biomarkerów rodzi nadzieję na wczesną i prawidłową diagnostykę choroby Alzheimera,
ale ich faktyczna przydatność wymaga potwierdzenia w dalszych badaniach. Najbardziej znane markery
35
Marzena Zboch: Biologiczne markery choroby Alzheimera
(np. β-amyloid, białko tau) są wykrywane w płynie mózgowo-rdzeniowym, co znacznie ogranicza ich
zastosowanie. Jednoczasowe oznaczanie rożnych biomarkerów zwiększa prawdopodobieństwo właściwego rozpoznania choroby Alzheimera. Jest jednak kosztowne, co limituje dostęp. Wobec powyższego
znalezienie wskaźników umożliwiających rozpoznanie choroby Alzheimera w stadium przedklinicznym
stanowi nadal wyzwanie dla badaczy.
Piśmiennictwo
[1] Blennow K. Cerebrospinal fluid protein biomarkers for Alzheimer’s disease. The Journal of the
Society for Experiment NeuroTherapeutics 2004; 1(4): 213-225
[2] Fagan A. Cerebrospinal fluid tau/β-amyloid 42 ratio as a prediction pf cognitive decline in nondemented older adults. Arch Neurol. 2007 64 (3): 343-34
[3] Forman MS. Cortical biochemistry in MCI and Alzheimer’s disease. Neurology 2007; 6: 757-763
[4] Andreasen N, Blennow K. CSF biomarkers for mild cognitive impairment and early Alzheimers
disease. Clinical Neurology and Neurosurgery 2005; 107: 165-173
[5] Dymitrzak-Węglarz M, Hauser J. Wykorzystanie badań proteomicznych w poszukiwaniu markerów biologicznych dla chorób psychicznych. Via Medica; 2006; 3(3); 118-127
[6] Mayeux R. Biomarkers; potential uses and limitations. The Journal of the Society for Experiment
Neuro Therapeutics 2004; 1(4) April: 182-188
[7] Morris J. Antecedent biomarkers in Alzheimer’s disease. Alzforum 2003 11(7)
[8] Irizarry M. Biomarkers of Alzheimer disease in plasma. The Journal of American for Expermental
neuro therapeutics 2004; 1(4): 226-234
[9] Xianlin H. Hotzman DM. Diagnostic for early stage Alzheimer disease. US Patent Issuesed on
March, 2006: Publication WO 01/49875 WO 20010700
[10] Griebe M. Infrared spectroscopy. A new diagnostic tool in Alzheimer disease. Neuroscience Letters
2007; 420: 29-33
[11] Graff-Radford NR. Association of low plasma Aβ42/Aβ40 ratio with increased imminent risik for
mild cognitive impairment and Alzheimer disease. Arch. Neurol /Vol. 2007; 64(3): 354-362
[12] Sobów T, Flirski M, Liberski P. Peptydy Aβ w osoczu chorych ze sporadyczną postacią Alzheimera u osób z łagodnymi zaburzeniami poznawczymi. Postępy Psychiatrii I Neurologii 2005; 14(2):
123-129
[13] Balzak F. Imaging amyloid in vivo –Pittsburgh- B offers major step forward in diagnosis of Alzheimer’s disease. Ann Neurol. 2004; 55: 306-319
[14] Bateman Randall J. Testing a test for Alzheimer disease. Neurology 2007; 68: 482-483
[15] Mintun MA. [11C] in a nondemented population. Neurology 2006; 8(67): 446-452
[16] Morris JC. Mild cognitive impairment is early stage Alzheimer disease” Arch Neural/ Vol. 63. Jan
2006; 15-16
[17] Avila Jesus P, Lucas J. Role of tau protein in both physiological and phatological conditions.
Physiol. Rev. 2004; 84: 361-384
[18] Pietras T, Skolimowski J. Inhibitory sekretaz- nowa strategia terapeutyczna w leczniu choroby
Alzheimera. w: Leszek J. Choroby Otępienne. Teoria I praktyka Wrocław: Continuo 2003: s. 453-461
[19] Zhong Z, MSc, Ewers M. Levels of β-Secretase (BACE1) in Cerebrospinal lid as a Predictor of
Risk in Mild Cognitive Impairment. Arch. Gen. Psychiatry. 2007; 64: 718-726
[20] Hampel H, Shen Y. Beta-site amyloid precursor protein cleaving enzyme 1 (BACE1) as a biological
candidate marker of Alzheimer’s disease. Scand J Clin Lab Invest. 2009; 69(1): 8-12
[21] Zetterberg H, Andreasson U, Hansson O, Wu G. Elevated cerebrospinal fluid BACE1 activity
in incipient in Alzheimer disease. Arch Neurol. 2008; 65(8): 1102-1107
[22] Ewers M, Zhong Z, Burger K. Increased SCF-BACE1 activity is associated with mild cognitive
impairment and Alzheimer’s disease. Brain 2008; March: 1-7
36
Marzena Zboch: Biologiczne markery choroby Alzheimera
[23] Holsinger RM, Lee JS, BOYD A. , Masters CL, Collins SJ. CSF BACE1 activity is increased in CJD
and Alzheimer disease versus [corrected] other dementias. Neurology 2006; 67(4): 710-712
[24] Ho Lap. Sharma Naresh From proteomics to biomarker discovery in Alzheimer’s disease. Brain
Research Reviews 2005; 48: 360-369
[25] Ray S, Britschgi M, Leszek J, et al. Classification and prediction of clinical Alzheimers diagnosis
based on plasma signaling proteins, Nature Medicine 2007; 13(11): 1359-1362
[26] Leszek J, Gamian A. Znaczenie produktów glikacji białek w chorobie Alzheimera. W: Leszek Jerzy
Choroby Otępienne. Teoria I praktyka, Wrocław: Continuo; 2003. s. 159-166
[27] Leszek J, Małyszczak K, Bartyś A, Staniszewska M, Gamian A, et al. Analysis of Serum Patients With Alzheimer’s Disease for the Level of Advaned Glication End Products. American Journal
of Alzheimer’s Disease & Other Dementias September 2006; 21(5): 1-6
[28] Flirski M, Sobów T. W poszukiwaniu wiarygodnych biochemicznych markerów sporadycznej
choroby Alzheimera. Aktualności Neurologiczne Vol3 nr 2: 121-124
[29] Tokarz A, Jelińska M, Ozga A. Izoprostany-nowe biomarkery lipidowej peroksydacji in vivo.
Biul. Wydz. Farm. AMW 2004; 2, http: //www. farm. amwaw. edu. pl/~axzimni/biuletyn/
[30] Leoni V, Shafaati M, Salomon A. Are the CSF levels of 24S-hydroxycholesterol a sensitive
biomarker for mild cognitive impairment? Neuroscience Letters 2006; 397: 83-87
[31] Blennow K. Longitudinal stability of CSF biomarkers in Alzheimers disease. Neuroscience Letters
2007; 419: 18-22
[32] Engelborghs S, Meartens K. Neuropsychological and behavioral correlates of CSF biomarkers
in dementia. Neurochemistry International 2008; 48: 286-295
[33] Gustafson D. Cerebrospinal fluid β-amyloid 1-42 concentration may predoct cognitive decline in
older women. J. Neurol Neurosueg Psychiatry 2007; 78: 461-464
[34] Irizarry M. Biomarker of Alzheimer Disease in Plasma. The Journal of American for for Experiment
Neurol. Thetrapeutics 2004; 1: 226-234
[35] Dobryszycka W, Leszek J. Diagnostyka laboratoryjna choroby Alzheimera. Adv Clin Exp. Med.
2006; 15(6): 1121-1127
[36] Lewczuk P, Esselmann H. Amyloid β peptides in cerebrospinal Fluid as profiled with surface
enhanced laser desorption? lonization Time-of-Flight mass Spectrometry: evidence of novel biomarkers in Alzheimer’s disease. Biol. Psychiatry 2004; 55: 524-530
[37] Lewczuk P, Beck G. International Quality control survey of neurochemical dementia diagnostics.
Neuroscience Letters 2006; 409: 1-4
[38] Masters CL, Beyreuther C. Alzheimer’s centennial legacy; prospects for rational therapeutic
intervention targeting the Aβ amyloid pathway. Brain 2006; 129: 2823-2839
[39] de Leon MJ. Longitudinal CSF and MRI biomarkers improve the diagnosis of mild cognitive impairment. Neurobiology of Aging 2006; 27: 394-401
[40] Domenico P. Peripheral biomarkers of oxidative damage in Alzheimer’s disease: the road ahead.
Neurobiology of Aging 2005; 26: 581-583
[41] Sofirizzi V. Circulating biomarkers of cognitive decline and dementia. Clinica Chimica Acta 2006;
3469: 91-112
Zrecenzowano/Reviewed 8. 04. 2010
Zatwierdzono do druku/Accepted 21. 04. 2010