Нейродегенеративные заболевания: инновации в доклинической диагностике

Пути диагностики нейродегенеративного процесса

Большинство нейродегенеративных заболеваний характеризуется изменениями, наблюдающимися в тканях головного мозга задолго до манифестации первых клинических симптомов патологии. Среди доклинических морфологических особенностей, диагностируемых при болезни Альцгеймера, отмечают истончение коры головного мозга, а также скопления патологических включений, содержащих β-амилоид и тау-протеин. Указанные изменения могут быть диагностированы при проведении магнитно-резонансной томографии, позитронно-эмиссионной томографии и оценки уровней β-амилоида и тау-протеина в цереброспинальной жидкости. Однако забор ликвора является инвазивной процедурой, а методы нейровизуалиации недостаточно бюджетны с позиции диагностического скрининга, что несколько ограничивает возможности их применения в рутинной клинической практике.

На доклинической стадии болезни Альцгеймера выявление биомаркеров в сыворотке крови затруднено. Однако в отдельных исследованиях были приведены данные о возможностях идентификации β-амилоида, тау-протеина и легких цепей нейрофиламентов. В новой работе, проведенной сотрудниками Немецкого центра нейродегенеративных заболеваний (German Center for Neurodegenerative Diseases), Германия, Института клинических исследований головного мозга Херти (Hertie Institute for Clinical Brain Research), Германия, и Университетской клиники Тюбингена (University Hospital Tuebingen), Германия, авторы сообщили о том, что протеин, диагностируемый в периферической в крови, может рассматриваться в качестве биомаркера, позволяющего отслеживать динамику прогрессирования заболевания задолго до появления первых клинических симптомов. Кроме того, описанный маркер раскрывает широкие возможности для апробации новых методов лечения. Исследование было проведено при сотрудничестве с международной исследовательской группой и опубликовано в журнале «Nature Medicine» 21 января 2019 г.

Нейрофиламенты – маркеры нейродегенерации на доклиническом этапе

Комментируя актуальность исследования, Матиас Джакер (Mathias Jucker), старший научный сотрудник кафедры психиатрии и психотерапии Тюбингенского университета (University of Tübingen), Германия, отметил: «Тот факт, что эффективная терапия болезни Альцгеймера до сих пор находится на этапе разработки, отчасти объясняется тем, что лечение заболевания начинается слишком поздно. Для разработки же более эффективных методов лечения необходимы надежные методы мониторинга и прогнозирования динамики заболевания до появления таких первичных симптомов, как изменения памяти». За последнее время были предложены отдельные методики гематологической диагностики, большая часть которых основана на анализе уровня амилоидных белков.

В новом исследовании ученые сосредоточили внимание на изменениях, непосредственно характеризующих процесс нейродегенерации в тканях головного мозга – прямых маркерах деградации нейронов. В частности, гематологический тест, предложенный авторами исследования, основан на оценке уровня легких цепей нейрофиламентов, концентрация которых постепенно нарастает в сыворотке крови задолго до появления первых клинических симптомов нейродегенерации. Более того, было установлено, что данный показатель достаточно чувствительно отражает динамику заболевания и позволяет прогнозировать будущие изменения.

В ходе исследования были проанализированы данные выборки из данных 405 участников международного исследовательского сотрудничества по изучению доминантно наследуемой болезни Альцгеймера («Dominantly Inherited Alzheimer Network» ‒ DIAN). Динамику изменения концентрации нейрофиламентов в сыворотке крове отслеживали ежегодно. При этом за 16 лет до предполагаемой манифестации клинических симптомов деменции в изучаемых показателях крови были зафиксированы значимые изменения. Фактически в дальнейших исследованиях авторы работы показали, что изменения в концентрации нейрофиламентов очень точно отражают степень деградации нейронов, позволяя прогнозировать, как будут развиваться изменения в тканях головного мозга. Так, наблюдаемые изменения уровня нейрофиламентов позволили ученым спрогнозировать уменьшение объемных характеристик тканей головного мозга и когнитивные изменения, которые фактически были констатированы при обследовании пациентов лишь 2 года спустя.

Кроме того, было установлено, что, несмотря на тесную взаимосвязь скорости изменения концентрации нейрофиламентов с деградацией нервных структур, корреляция с отложением токсичных амилоидных белков была гораздо менее выраженной. По мнению авторов, это подтверждает предположение о том, что хотя амилоидные протеины и являются пусковыми факторами заболевания, все же деградация нейронов развивается независимо.

Потенциал применения диагностического теста

В заключение исследователи подчеркнули известный факт о том, что нейрофиламенты накапливаются в периферической крови не только при болезни Альцгеймера, но и при других нейродегенеративных заболеваниях. Таким образом, представленный тест лишь условно подходит для диагностики болезни Альцгеймера, на самом деле позволяя охватить более широкий спектр нейродегенеративных процессов различной этиологии. «Разработанный тест достаточно точно отражает течение болезни и, следовательно, является мощным инструментом для исследования новых методов терапии болезни Альцгеймера в клинических испытаниях», ‒ резюмировал М. Джакер.

• German Center for Neurodegenerative Diseases (2019) Early prediction of Alzheimer’s progression: Blood protein. ScienceDaily, Jan. 21.
• Preische O., Schultz S.A., Apel A. et al. (2019) Serum neurofilament dynamics predicts neurodegeneration and clinical progression in presymptomatic Alzheimer’s Disease. Nat. Med., Jan. 21 [Epub. ahead of print].

Наталья Савельева-Кулик