Comprometimento Cognitivo Leve: Um Caminho para o Alzheimer
Nova pesquisa destaca marcadores importantes em comprometimento cognitivo leve ligados à doença de Alzheimer.
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Índice
O Comprometimento Cognitivo Leve (CCL) é uma fase de declínio cognitivo que dá pra perceber, mas não é tão severo a ponto de atrapalhar muito as atividades do dia a dia. É comum que pessoas diagnosticadas com CCL tenham problemas de memória ou dificuldades de raciocínio, mas ainda conseguem lidar com a maioria das tarefas cotidianas. Pesquisas indicam que mais de 15% das pessoas vivendo em comunidades podem ter CCL, e esse número tende a aumentar com a idade. Além disso, quem tem níveis mais altos de educação é menos propenso a ter CCL.
O CCL pode ser imprevisível; algumas pessoas podem ficar estáveis ou até melhorar, enquanto outras podem avançar para a Doença de Alzheimer (DA). Aqueles que vão de CCL para DA são chamados de conversores de CCL, enquanto os que permanecem estáveis são chamados de CCL estável.
Aproximadamente 29% das pessoas com CCL eventualmente desenvolverão demência, enquanto cerca de 38% podem voltar ao diagnóstico de cognição normal.
Pesquisando a Progressão de CCL para Demência
Muitos estudos analisaram como o CCL progride para a demência. Pesquisadores usaram vários métodos, incluindo testes cognitivos, exames de imagem do cérebro, informações genéticas e outros marcadores biológicos para identificar mudanças. Recentemente, houve um interesse crescente em dados de "ômicas", que se refere ao estudo de diferentes tipos de moléculas em amostras biológicas. Isso pode incluir o estudo de genes, proteínas e metabólitos.
Uma técnica chave usada para medir proteínas e outras moléculas é a espectrometria de massa, que ajuda os cientistas a entender como essas substâncias são alteradas em condições como CCL e DA. Mudanças encontradas em fluidos corporais, como sangue ou líquido cefalorraquidiano, podem indicar o que pode estar acontecendo no cérebro.
A pesquisa sobre CCL tradicionalmente se baseou em métodos estatísticos, mas as complexidades dos dados ômicos levaram os pesquisadores a usar aprendizado de máquina (AM). Essa abordagem permite que os cientistas analisem grandes quantidades de dados e detectem relações intrincadas dentro das informações.
Neste estudo, os pesquisadores focaram em como a Proteômica (o estudo de proteínas) e a Metabolômica (o estudo de metabólitos) podem ajudar a identificar mudanças ligadas ao CCL e à DA. O objetivo era descobrir quais proteínas e metabólitos poderiam diferenciar melhor entre indivíduos saudáveis, aqueles com CCL e aqueles com DA.
Os Métodos de Pesquisa
Os pesquisadores usaram dados de um grande estudo chamado European Medical Information Framework for Alzheimer’s Disease (EMIF-AD). Esse banco de dados incluía informações de diferentes indivíduos diagnosticados com CCL, DA e controles saudáveis.
Os pesquisadores usaram quatro algoritmos diferentes de aprendizado de máquina para analisar os dados. Isso incluía métodos como regressão logística, máquinas de vetor de suporte, florestas aleatórias e redes neurais. O objetivo era identificar quais proteínas e metabólitos eram mais relevantes para distinguir entre indivíduos saudáveis, aqueles com CCL, e aqueles com DA.
Para tornar suas descobertas mais confiáveis, garantiram que todos os quatro algoritmos fossem examinados, permitindo identificar características comuns que apareceram em diferentes tipos de análises.
Principais Descobertas do Estudo
Desempenho Geral do Modelo
Os algoritmos de aprendizado de máquina mostraram bons resultados em categorizar amostras nos grupos de CCL, DA e controle. As taxas de precisão foram de aproximadamente 86% para proteínas e cerca de 83% para metabólitos.
Ao analisar o CCL especificamente, os pesquisadores descobriram que certas proteínas e metabólitos eram particularmente importantes. Nas descobertas, identificaram várias características clínicas que estavam consistentemente associadas aos diferentes estágios de declínio cognitivo.
Proteínas e Metabólitos de Interesse
Entre as proteínas e metabólitos estudados, a oleamida, um tipo de lipídio, foi considerada significativa. Os níveis de oleamida eram mais altos em indivíduos com CCL estável, enquanto níveis mais baixos eram observados em quem havia se convertido para DA. Essa molécula é conhecida por seu potencial papel na regulação do sono e função cognitiva.
Outras proteínas importantes incluíram Apo lipoproteína D, Tripsina-1, e outras, cada uma mostrando níveis variados com base no tipo de comprometimento cognitivo.
O Papel da Inflamação
Outra grande descoberta apontou a inflamação como um fator chave na progressão de CCL para DA. Certas proteínas ligadas à inflamação foram consistentemente identificadas em múltiplos modelos. Isso apoia a ideia de que a inflamação no cérebro pode contribuir para o declínio cognitivo.
Características Clínicas
O estudo também destacou várias características clínicas que são relevantes para entender a saúde cognitiva. Isso incluiu medidas como o Mini Exame do Estado Mental (MEEM), que avalia várias funções cognitivas. Outros fatores como idade, sexo e educação também foram considerados, mas sua influência variou em diferentes análises.
A Conexão Entre Oleamida e Saúde Cognitiva
A oleamida é uma molécula interessante com ligações potenciais ao sono e à saúde cognitiva. Seus níveis aumentaram em participantes com CCL estável. Níveis mais altos de oleamida podem sugerir uma conexão com problemas de sono, que podem levar a questões cognitivas ao longo do tempo.
Microglia, que são células especializadas no cérebro, mostraram secreção de oleamida. Essas células desempenham um papel vital na manutenção da saúde cerebral e na resposta a lesões e inflamações. A descoberta de que a oleamida existe em vesículas extracelulares microgliais (EVs) sugere que essa molécula pode ter um papel na comunicação dentro do cérebro.
Descobertas Relacionadas às Microglia
As microglia liberam moléculas sinalizadoras que podem afetar a função cerebral. Neste estudo, os pesquisadores descobriram que microglia ativadas produziam mais oleamida em comparação com suas contrapartes não estimuladas. Isso sugere que o estado das microglia pode ser influenciado pelo estado cognitivo de um indivíduo.
A pesquisa demonstrou que as EVs microgliais continham oleamida, o que pode ajudar a regular a transmissão sináptica no cérebro, afetando potencialmente o aprendizado e a memória.
Implicações da Pesquisa
O estudo destaca a importância de identificar proteínas e metabólitos específicos para entender o declínio cognitivo. As descobertas sugerem que focar nesses marcadores pode levar a melhores ferramentas de diagnóstico e potenciais estratégias terapêuticas para CCL e DA.
Entender os papéis de moléculas como a oleamida e a resposta inflamatória pode oferecer insights sobre como manter ou restaurar a saúde cognitiva. Essa pesquisa abre caminho para novos estudos explorando como intervenções poderiam afetar esses caminhos e, em última análise, melhorar os resultados para indivíduos em risco de desenvolver demência.
Conclusão
A pesquisa sobre CCL e sua progressão para a Doença de Alzheimer enfatiza a complexa biologia por trás do declínio cognitivo. Ao focar em proteínas e metabólitos e empregar técnicas avançadas de aprendizado de máquina, os cientistas podem obter insights mais profundos sobre os mecanismos da neurodegeneração.
À medida que os pesquisadores continuam a desvendar as relações entre vários marcadores biológicos, estamos mais perto de estratégias eficazes para diagnosticar e possivelmente tratar comprometimentos cognitivos. As descobertas podem influenciar não apenas como entendemos CCL e DA, mas também como abordamos a prevenção e o cuidado no futuro. O papel de fatores como sono e inflamação abre caminhos para intervenções práticas em estilo de vida e clínicas que poderiam beneficiar indivíduos em risco.
Título: Multiomics machine learning identifies and inflammation molecular pathways in prodromal Alzheimer's Disease
Resumo: Mild Cognitive Impairment (MCI) is a phase that can precede Alzheimers Disease (AD). To better understand the molecular mechanisms underlying conversion from MCI to AD, we applied a battery of machine learning algorithms on 800 samples from the EMIF-AD MBD study. The cohort comprised participants diagnosed as 230 normal cognition (NC), 386 MCI (with longitudinal data on AD conversion or remaining stable) and 184 AD-type dementia. Data consisted of metabolites (n=540) and proteins (n=3630) measured in plasma coupled to clinical data (n=26). Multiclass models selected oleamide, MMSE and the priority language as the most confident features while MCI conversion models selected pTau, tTau and JPH3, CFP, SNCA and PI15 proteins. These proteins selected for MCI conversion have been previously associated with AD-related phenotype. Oleamide, a possible anti-inflammatory, prompted in-vitro experiments in rodent microglia. The results demonstrated that disease-associated microglia synthesize oleamide which were excreted in vesicles. In addition, plasma vesicles extracted from participants with AD showed elevated oleamide levels compared to controls (P View larger version (39K): [email protected]@17c88a8org.highwire.dtl.DTLVardef@eff242org.highwire.dtl.DTLVardef@109ec5c_HPS_FORMAT_FIGEXP M_FIG C_FIG
Autores: Cristina Legido-Quigley, A. Gomez-Pascual, T. Naccache, J. Xu, K. Hooshmand, A. Wretlind, M. Gabrielli, M. T. Lombardo, L. Shi, N. J. Buckley, B. M. Tijms, S. J. B. Vos, M. t. Kate, S. Engelborghs, K. Sleegers, G. B. Frisoni, A. Wallin, A. Lleo, J. Popp, P. Martinez-Lage, J. Streffer, F. Barkhof, H. Zetterberg, P. J. Visser, S. Lovestone, L. Bertram, A. J. Nevado-Holgado, A. Gualerzi, S. Picciolini, P. Proitsi, C. Verderio, J. A. Botia
Última atualização: 2023-08-29 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.03.02.23286674
Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.03.02.23286674.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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