Post on 28-Sep-2018
Biomarcadores Bioquímicos
en la enfermedad de Alzheimer
Guillermo García Ribas
Servicio de Neurología
Hospital Universitario Ramón y Cajal, Madrid
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
Declaración de Intereses
Financiación de ensayos clínicos / ponencias / asesorías Novartis
Lilly
Roche
MSD
Fundación CIEN
Nutricia
Neuronbio
Biocross
Biogen
Araclon-Grifols
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
• La amiloide es necesaria, pero no
suficiente, para explicar la sintomatología
• El daño neuronal se correlaciona más con
la patología tau
• Anomalías en la acetilación de tau
producen neurodegeneración
Medina M, Hernández F, Avila J. New Features about Tau Function and Dysfunction. Biomolecules. 2016; 6. pii: E21.
La enfermedad de Alzheimer es posiblemente una
taupatía en presencia de amiloidosis Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
¿Somos capaces de predecir la patología
con métodos biológicos?
¿Somos capaces de pasar de una enfermedad
definida como clínico-patológica a una definida
como clínico-biológica?
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
¿Qué es un biomarcador?
•Cualquier característica que puede ser evaluada
y medida objetivamente como indicador de un
proceso biológico, patológico o una respuesta a
una intervención terapéutica
Biomarkers Working Group. Clin Pharmacol Therapeutics 2001
Riesgo (predictivo) Diagnóstico Pronóstico Terapeútico (subrrogado)
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
Marcadores de la patología Alzheimer
BIOQUÍMICOS
Disminución de Beta-amiloide en LCR
Aumento de tau y p181-tau en LCR
NEUROIMAGEN
Atrofia de hipocampo por RM
Metabolismo cortical por PET-FDG
Radioligandos de amiloide por PET
NEUROPSICOLÓGICOS
Déficits visuoespaciales
Déficits de memoria episódica
GENÉTICOS
ApoE4, Mutaciones puntuales APP/PSEN1-2
Duplicaciones APP
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
MARCADORES DIAGNÓSTICOS “DE ESTADO”
— Marcador del proceso fisiopatológico
— Reflejo de la anatomía patológica “in vivo”
— Presente en todos los estadios de la enfermedad
Observable incluso en estadios preclínicos
— No es necesaria su correlación con la gravedad
— Indicado como criterio de inclusión en ensayos
MARCADORES DIAGNÓSTICOS DE PROGRESIÓN
— Marcadores topográficos o de vías finales de la enfermedad
— Inespecíficos
— Indicadores de impacto clínico (marcadores de estadios)
Pueden no estar presentes en estadios iniciales
— Indicados para seguimiento clínico
Biomarcadores diagnósticos en EA
Dubois B, et al. Lancet Neurol 2014; 13: 614-29.
PET-AML
LCR-Aβ
LCR-TAU
PET-FDG
MRI
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
Tapiola T, et al. Arch Neurol. 2009;66:382-389.
¿Son fiables los Biomarcadores? Biomarcadores en LCR frente a Anatomía Patológca Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
¿Son fiables los Biomarcadores? Biomarcadroes en LCR frente a PET-Amiloide
Janelizde S, et al. Concordance Between Different Amyloid Immunoassays and Visual Amyloid Positron Emission Tomographic Assessment. JAMA Neurology, 2017. doi:10.1001/jamaneurol.2017.2814.
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
¿Son específicos los Biomarcadores de estado? Beta-amiloide en LCR
Beta
-am
ilo
ide(1
-42)
pg/mL
CONTROL DCL EA APP FTDc PSP
440
Garcia-Ribas G, et al. Alz Real Dem 2011.
LBD
LBD: Demencia con Cuerpos de Lewy; DCL: Deterioro Cognitivo Ligero; EA: Enf. Alzheimer; APP: Afasia progresiva primaria; FTDc: Demencia Fronto-Temporal, variante conductual; PSP: Parálisis Supranuclear Progresiva
“normal”
“patológico”
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
¿Son específicos los Biomarcadores de estado? Beta-amiloide en LCR
Blennow K, et al. Trends in Pharmacological Sciences, 2015
CN
Csf
Ab
42
(p
g/m
L)
Cut-off <192 pg/mL
hig
h
low
pMCI AD sMCI
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
Sens (%) 100 66 65,2 85,7 40 86,6 91,6
APP (10) FTDc (15) PSP (12)
216 200 (92-398)
338 183 (121-911)
553,6 513 (181-1177)
328,7 214 (159-1000)
701 566,5 (278-1724)
282,7 231 (108-821)
187,3 154,5 (89-509)
Biomarcadores de Progresión: Tau total y P-Tau en una muestra clínica (n= 86)
450
SEND (10) DCL (9) EA (23) APP (10) FTDc (15) PSP (12) LBD (7)
Sens (%) 90 33 74 85,7 20 86,6 91,6
pg/mL
39,7 38 (16-87)
70,1 57 (27-163)
83,7 86 (22-134)
53 41 (28-127)
87,8 85 (45-132)
43,8 39 (28-97)
34,2 36 (12-64)
60
SEND (10) DCL (9) EA (23)
TAU
pg/mL
Garcia Ribas G, et al. SEN 2010
P<0,047 EA vs SEND
P<0,041 EA vs SEND
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
Biomarcadores en LCR
ENFERMEDAD BETA-AMILOIDE (BA) TAU TOTAL (TT) FOSFO TAU (pT)
ALZHEIMER ↓↓ - ↓↓↓ ↑ - ↑↑ ↑ DETERIORO
COGNITIVO LIGERO ↓ - ↓↓ ↔ - ↑ ↔ - ↑
D. CUERPOS LEWY ↓ - ↓↓ ↔ - ↑ ↔
PARKINSON ↔ ↔ ↔
FRONTOTEMPORAL ↔ ↓ - ↔ - ↑ ↔
DEMENCIA VASCULAR ↓ - ↓↓ ↔ - ↑ ↔
FASE AGUDA ICTUS ↔ ↑ - ↑↑ ↔
FASE CRÓNICA ICTUS ↔ ↔ ↔
CREUTZFELDT-JAKOB ↔ - ↓ ↑↑↑↑ ↔ - ↑
DEPRESIÓN ↔ ↔ ↔
ENVEJECIMIENTO ↔ ↔ ↔
Garcia-Ribas G, et al. Rev Neurol. 2015.
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
Combinación
– La combinación no tiene fórmula todavía
– Fórmula tentativa
(AB42/pT) = 3,694 + 0,0105(TT)
– Cociente TT/AB42 <0,2
– La presencia de un parámetro anormal iguala la
sensibilidad del diagnóstico clínico (81%)
incrementando la especificidad (90%) en el diagnóstico
de EA vs normalidad
– En DCL la sensibilidad es baja (68%) pero la
especificidad elevada (97%)
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
La combinación de biomarcadores diferencia
Alzheimer de Frontotemporal
y= 3,694 + 0,0105x
S= 82,6%
E= 83%
VPP= 90,4%
VPN= 71,4%
Garcia Ribas G, et al. SEN 2010 Garcia-Ribas G, et al. Alz Real Dem 2011.
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
Ritchie C, Smailagic N, Noel-Storr AH, Ukoumunne O, Ladds EC, Martin S. CSF tau and the CSF tau/ABeta ratio for the
diagnosis of Alzheimer's disease dementia and other dementias in people with mild cognitive impairment (MCI). Cochrane
Database Syst Rev. 2017 Mar 22;3:CD010803. doi: 10.1002/14651858.CD010803.pub2.
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
¿Los biomarcadores en LCR reflejan el
proceso patológico subyacente?
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
¿Los biomarcadores en LCR reflejan el
proceso patológico subyacente?
SI, incluso en personas cognitivamente normales
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
¿Los biomarcadores en LCR predicen la
demencia?
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
Los biomarcadores predicen la evolución
a demencia en sujetos con DCL
Garcia Ribas G, et al. SEN 2010 Hansson O, et al. Lancet Neurol. 2006; 5:228-234.
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
Si el LCR es tan bueno ¿Por qué no se usa más?
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
Si el LCR es tan bueno ¿Por qué no se usa más?
CV en 2004: 30%
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
¿Dónde están los puntos de corte?
Hort J, et al. Use of cerebrospinal fluid biomarkers in diagnosis of dementia accross Europe. Eur J Neurol 2010; 17: 90-96.
• Diferencias sustanciales entre Europa y USA •Técnica de análisis distinta que produce valores dispares •Concentración AB42 en USA: > 200 pg/mL •Concentración AB42 en Europa: > 500 pg/mL
• Dentro de Europa, gran disparidad (diferencia de 2-3 veces entre el punto de corte superior e inferior)
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
Procedimientos Preanalíticos: De la
obtención de la muestra al ensayo
Hort J, et al. Use of cerebrospinal fluid biomarkers in diagnosis of dementia accross Europe. Eur J Neurol 2010; 17:90-96.
• PUNCIÓN LUMBAR • ¿VARIACIÓN DIURNA DE AB42 y AB40?
• SI: Curva sinusoidal circadiana (Bateman RJ. 2007; Slats D. 2010; Spies PE. 2011)
• Preferible obtención por la mañana en ayunas •¿GRADIENTE DE CONCENTRACIÓN?
• NO gradiente de concentración • Recomendable obtener siempre la misma secuencia y mililitros
• TIPO DE AGUJA • Minimizar los efectos secundarios • Disminuir al máximo el número de muestras hemorrágicas • Se recomiendan agujas atraumáticas con el menor diámetro posible • No usar catéteres o jeringas para la extracción
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
Fourier A, Portelius E, Zetterberg H, Blennow K, Quadrio I, Perret-Liaudet A. Pre-analytical and analytical factors influencing Alzheimer's disease cerebrospinal fluid biomarker variability. Clin Chim Acta. 2015 Sep 20;449:9-15.
• MATERIAL • No usar ni vidrio ni poliestireno (PS)
• Uso de polipropileno (PP)
• HAY MUCHOS TUBOS DE POLIPROPILENO EN EL MERCADO • Algunos tienen mezcla con poliestireno
• EL TUBO DE RECOGIDA ES EL VERDADERO ENEMIGO EN LA
ESTANDARIZACIÓN DE LOS NIVELES DE BETA-AMILOIDE (Y TAU) EN
LCR •La mayoría de los tubos disponibles de PP, tienen mezcla con PE
•Pueden estar presentes otros componentes, que hagan que exista una
adsorción por el tubo
•La influencia del tipo de tubo es mayor para AB42 que para tau y p-tau
•La influencia no sigue una misma tendencia para cada parámetro en cada tubo
Procedimientos Preanalíticos: De la
obtención de la muestra al Laboratorio Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
Variabilidad Analítica
• ALMACENAMIENTO • Procurar no más de 15-30 minutos TA y posterior congelación a -80ºC 24h a 4ºC y posterior congelación a -80ºC
- Se ha demostrado estabilidad en tubo sin mover 24h tanto a TA como a 4ºC
• El tiempo hasta congelación a -80ºC influye mucho más para tau • Cada muestra, puede variar en una dirección distinta
• CENTRIFUGACIÓN • En caso de muestra hemorrágica, desechar
• En caso de muestra atraumática, algunos grupos no centrifugan • No centrifugar aumenta la concentración AB42 (“normaliza” la concentración) • Recomendable CENTRIFUGAR 2000g, 10 minutos, preferentemente en frío (4ºC)
Fourier A, Portelius E, Zetterberg H, Blennow K, Quadrio I, Perret-Liaudet A. Pre-analytical and analytical factors influencing Alzheimer's disease cerebrospinal fluid biomarker variability. Clin Chim Acta. 2015 Sep 20;449:9-15. doi: 10.1016/j.cca.2015.05.024.
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
Variabilidad por Técnica y Proveedores
• Técnica convencional inmunométrica (ELISA)
•Fujirebio Innotest Alz-Bio AB42, total tau, p-tau
•Técnicas Multiplex •Innogenetics/Luminex xMAP (determina los 3 parámetros a la vez)
•Nuevas técnicas que mejoran el coeficiente de variabilidad
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
Variabilidad por Laboratorio
• ELISA clásico • CV en 2004: 30% para AB42 • Muchos puntos críticos
• Calibración • Tiempo de relleno de los pocillos de incubación • Monitorización de la temperatura durante las 24 horas de incubación
• Control estricto de los parámetros de la curva de calibración
• Calibración de las densidades ópticas (DO) en particular, sobre todo con cambio de lotes • r2 de los análisis, DO de los puntos extremos • Hacer siempre por evaluaciones por duplicado (y ser más estricto que la tolerancia del 20% que recomienda Fujirebio) • No se ofrece en el kit un control de calidad interno • En cada análisis utilizar el mismo LCR de control • Programa externo de calidad: QC Program for CSF Biomarkers
Andreasson U, Perret-Liaudet A, van Waalwijk van Doorn LJ, et al. A Practical Guide to Immunoassay Method Validation. Front Neurol. 2015;6:179. doi: 10.3389/fneur.2015.00179.
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
Control de Calidad
CV en 2004: 30%
http://www.alzforum.org/news/research-news/worldwide-quality-control-csf-
biomarkers-how-does-it-work
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Control de Calidad
http://www.alzforum.org/news/research-news/worldwide-quality-control-csf-
biomarkers-how-does-it-work
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Conclusiones: Uso de los Biomarcadores
– No son necesarios para un diagnóstico de Demencia tipo Alzheimer con un grado elevado de certeza • Mejoran el diagnóstico diferencial con otras formas de demencia
(aumentan la especificidad del diagnóstico clínico)
– Predecir la presencia de patología Alzheimer en formas prodrómicas y preclínicas
– Delinear la historia natural de la enfermedad de Alzheimer
– Mejorar los criterios de inclusión de pacientes en ensayos y permitir ensayos en pródromica y preclínica
– Definir marcadores de progresión objetivos
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
Alcolea D, Vilaplana E, Suárez-Calvet M, Illán-Gala I, Blesa R, Clarimón J, Lladó A, Sánchez-Valle R, Molinuevo JL, García-Ribas G, Compta Y, Martí MJ, Piñol-Ripoll G, Amer-Ferrer G, Noguera A, García-Martín A, Fortea J, Lleó A.l. The ratio sAPPβ/YKL-40 in cerebrospinal fluid as a novel diagnostic marker in frontotemporal lobar degeneration-related syndromes: a multicentre study. Neurology 2017
Futuro de los Biomarcadores
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
Lopez-Sendon JL, García Caldentey J, Trigo Cubillo P, Ruiz Romero C, Garcia-Ribas G, Alonso Arias MA, García de Yébenes MJ, et al. A double-blind, randomized, cross-over, placebo-controlled, pilot trial with Sativex in Huntington's disease. J Neurol. 2016; 263: 1390-400.
Futuro de los Biomarcadores
CSF-NFL levels
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
Biomarcadores en Sangre
• Biomarcadores aislados
• No tienen utilidad Aβ42, tau total y p-tau en plasma (por ELISA)
• Bajo rendimiento diagnóstico Aβ40 y Aβ42 libres en el plasma (ABTest)
• Marcadores ligados con vías inflamatorias: TNF-β, YLK-40, INF-a, INF-β, IL-12
• Marcadores asociados a neurodegeneración: Proteína Ligera de Neurofilamentos (NFL)
• Biomarcadores multicomponente
• Metabolómicos
• Proteómicos
• Transcriptómicos / Genómicos
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
¿Puedo evaluar el riesgo de tener
Alzheimer?
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
Livingston G, et al. Dementia prevention, intervention, and care. Lancet. 2017. pii: S0140-6736(17)31363-6. doi: 10.1016/S0140-6736(17)31363-6.
Contribución de los factores de riesgo de
demencia Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
ApoE y EA
Delville et al, J Neurosci 1998;18: 2667-2672
0
50
100
ɛ2
Controles
ApoE
ɛ3
ɛ4
9%
77%
14%
0
50
100
ɛ2
EA
ApoE
ɛ3
ɛ4
4%
60%
36% ɛ4
ɛ3
ɛ2
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
Li JQ, et al. Risk factors for predicting progression from mild cognitive impairment to Alzheimer's disease: a systematic review and
meta-analysis of cohort studies. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2016 May;87(5):476-84.
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
Clínica Función
A
T
N
C
F
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
CONCLUSIONES
• La enfermedad de Alzheimer es posiblemente una taupatía inducida
por amiloidosis y la fase preclínica de la patología Alzheimer es muy
larga
• Un fenotipo clínico característico y positividad de biomarcadores
incrementa la certeza del diagnóstica, aunque sigue siendo probable
• La negatividad en biomarcadores descarta razonablemente la
enfermedad de Alzheimer como responsable de la clínica
• El diagnóstico biológico se integra y se interpreta con los criterios
clínicos
• Ante una enfermedad cuyo diagnóstico es de probabilidad, la
información de los factores de riesgo es de gran utilidad
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