В исследовании 991 взрослого ученые показали, что наиболее распространенные формы лобно-височной деменции (ЛВД), а также неврологические заболевания, боковой амиотрофический склероз (БАС) и прогрессирующий надъядерный паралич (ПНП), можно распознать с помощью анализа крови. Данная процедура еще не готова для рутинного медицинского использования, но в долгосрочной перспективе уже сейчас поможет облегчить диагностику заболеваний и способствовать разработке новых методов лечения.
Результаты, опубликованные в научном журнале Nature Medicine, основаны на измерении определенных белков в крови, которые служат биомаркерами. В исследовании также приняли участие Университетская больница Бонна (UKB) и другие исследовательские учреждения Германии и Испании.
ЛВД, БАС и ПНП образуют спектр нейродегенеративных заболеваний с общими симптомами, характеризующимися деменцией, поведенческими симптомами, параличом и атрофией мышц, нарушением движений и другими серьезными нарушениями. По оценкам, в Германии одним из этих заболеваний страдают до 60 000 человек. Хотя патологии относительно редки, их последствия для здоровья, тем не менее, серьезны.
«Пока не существует излечения ни от одного из этих заболеваний. И с помощью современных методов невозможно поставить окончательный диагноз молекулярной патологии этих заболеваний в течение жизни пациента, поскольку необходимо исследовать ткани головного мозга», — объясняет профессор Аня Шнайдер (Anja Schneider).
Диагностические маркеры
«Тем не менее, диагноз основной патологии необходим для разработки методов лечения и для стратификации пациентов в соответствии с их заболеванием. Только такая стратификация позволяет протестировать целевые и, следовательно, потенциально эффективные методы лечения, модифицирующие заболевание», — продолжает Шнайдер, который также является партнером с Боннским университетом.
«Теперь мы показываем, что ПНП, поведенческий вариант ЛВД и подавляющее большинство случаев БАС, за исключением определенной мутации, можно распознать с помощью анализа крови, и это также относится к их основной патологии. Наше исследование является первым, кто обнаружил специфичные для патологии биомаркеры.
«Изначально их применение, скорее всего, будет в исследованиях и разработке терапии. Но в долгосрочной перспективе я считаю реалистичным, что эти биомаркеры также будут использоваться для диагностики в повседневной медицинской практике. Однако для этого необходимы дальнейшие исследования, особенно важно определить, как эти биомаркеры развиваются в течение болезни, и как рано они возникают в ходе болезни».
Обнаружение белков
Новый анализ крови, основанный на измерении так называемых белков тау и TDP-43, может предоставить решающие доказательства для диагностики. Существует особенно острая потребность в «поведенческом варианте ЛВД», который исследовался здесь. Это связано с тем, что симптомы этого наиболее распространенного типа ЛВД могут быть вызваны двумя разными патологиями, т.е. аномальные процессы — в мозге, которые обычно можно дифференцировать только путем анализа тканей после смерти.
Только в тех немногих случаях, когда заболевание является генетическим, анализ ДНК может обеспечить уверенность в течение жизни пациента. Анализ крови теперь позволяет поставить точный диагноз в течение жизни пациента, даже если мутации нет. Это, в свою очередь, является предпосылкой для тестирования новых методов лечения различных патологий ЛВД в клинических испытаниях.
Аномальные агрегаты
«Хорошо известно, что белки тау и TDP-43 играют ключевую роль при ЛВД, БАС и ПНП, поскольку при этих заболеваниях они образуют аномальные агрегаты в мозге. Однако в зависимости от заболевания события различаются. Наши исследования показывают, что уровни белки отражают эти болезненные процессы», — объясняет Шнайдер. «Мы обнаружили, что комбинация обоих маркеров необходима для диагностики поведенческой ЛВД, соответственно ее подтипов, тогда как TDP-43 достаточен для БАС и тау-белка для ПСП. Однако в отношении тау-маркера мы на самом деле рассматриваем два специфических варианта, так называемые изоформы тау-белка».
В методе используется важная особенность. Это связано с тем, что содержание белков не измеряется непосредственно в плазме крови. Такие измерения оказались безрезультатными, тем более что тау-белки, свободно плавающие в крови, обычно фрагментированы.
Вместо этого Шнайдер с соавторами определили уровни двух форм тау-белков и белков TDP-43, обнаруженных внутри так называемых везикул. Это крошечные пузырьки липидов, которые выделяются клетками организма и в конечном итоге могут попасть в кровоток. Благодаря многоэтапной подготовке, включающей центрифугирование образцов крови, исследователям удалось захватить белки, содержащиеся в везикулах.
Литература:
Plasma extracellular vesicle Tau and TDP-43 as diagnostic biomarkers in FTD and ALS, Nature Medicine (2024). DOI: 10.1038/s41591-024-02937-4