Likvorski biomarkeri u dijagnostici demencija Goran imi MD

Likvorski biomarkeri u dijagnostici demencija Goran Šimić, MD, Ph. D Full Professor of Neuroscience and Anatomy Redoviti profesor neuroznanosti i anatomije Department of Neuroscience, Croatian Institute for Brain Research Zavod za neuroznanost, Hrvatski institut za istraživanje mozga Medical School Zagreb Medicinski fakultet Zagreb Hrvatska zaklada za znanost Projekt br. 09/16 (2012 -2014) Poslijediplomski tečaj SMU Praktičan pristup bolesniku s demencijom 7. lipnja 2013. Croatian Science Foundation

Croatian Science Foundation project Projekt Hrvatske zaklade za znanost

Major issues in dementia syndrome Ključni problemi sindroma demencije 1. Similar clinical picture of dementia – many histologies / Slična klinička slika – različiti neuropatološki supstrati 2. Late th intervention is less efficient / kasna th intervencija nije učinkovita

Main goals of the project Glavni ciljevi projekta • 1. To use/identify biomarkers suitable for better differentiation of the primary causes of dementia / pospješiti razlikovanje primarnih uzroka demencije pomoću za tu svrhu prikladnih bioloških biljega • 2. To establish reliable early diagnosis (in the preclinical stage) of the disease by „pattern recognition” i. e. by using a combination of clinical/genetical/imaging/biomarker data uspostaviti što pouzdaniju ranu dijagnozu (po mogućnosti u pretkliničkom stadiju bolesti) uz pomoć kombinacije kliničkih/genetskih/slikovnih/bioloških podataka

Glavna pitanja / problemi povezani sa svim biološkim biljezima: 1 Patološka specifičnost 2 Rana dijagnostička osjetljivost 3 Korelacija s progresijom bolesti

Alzheimerova bolest – neuropsihološki profil 1 23 100 90 Stupanj oštećenja 80 70 60 50 40 30 20 10 je o po na ša n ika fu ne rš Izv cij al n nk cij čk o di izo Ep Modificirano prema: Weintraub S. et al. , Cold Spring Harb. Perspect. Med. 2012; 2: a 006171 So p er a p dn Vi e i m ot or ce p am će nj e cij a st i no ob os sp zič ne Je Ra sp ol ož en je Po i e zo m rn oc os ije t 0 Uznapredovali stadij Umjereni stadij Rani stadij

Frontotemporalna demencija (BV/PNFA/SD) 1 23 100 90 Stupanj oštećenja 80 70 60 50 40 30 20 10 je o po na ša n ika fu ne rš Izv cij al n nk cij čk o di izo Ep Modificirano prema: Weintraub S. et al. , Cold Spring Harb. Perspect. Med. 2012; 2: a 006171 So p er a p dn Vi e i m ot or ce p am će nj e cij a st i no ob os sp zič ne Je Ra sp ol ož en je Po i e zo m rn oc os ije t 0 Uznapredovali stadij Umjereni stadij Rani stadij

Primarna progresivna afazija 1 23 100 90 Stupanj oštećenja 80 70 60 50 40 30 20 10 je o po na ša n ika fu ne rš Izv cij al n nk cij čk o di izo Ep Modificirano prema: Weintraub S. et al. , Cold Spring Harb. Perspect. Med. 2012; 2: a 006171 So p er a p dn Vi e i m ot or ce p am će nj e cij a st i no ob os sp zič ne Je Ra sp ol ož en je Po i e zo m rn oc os ije t 0 Uznapredovali stadij Umjereni stadij Rani stadij

Klinički profil demencije PRIMARNA PROGRESIVNA AFAZIJA PROGRESIVNA VIDNOPROSTORNA DISFUNKCIJA PROGRESIVNA AMNEZIJA ČEONI REŽANJ ČEONA I SLJEPOOČNA MOŽDANA KORA OKO LATERALNE BRAZDE MOŽDANA KORA PARIJETALNOG I ZATILJNOG REŽNJA HIPOKAMPUS I ENTORINALNA MOŽDANA KORA FRONTOTEMPORALNA DEMENCIJA LEWYJEVA BOLEST ALZHEIMEROVA BOLEST Neuropatološka dijagnoza Vjerojatnost predilekcije Neuroanatomska raspodjela patoloških promjena Rezultirajući deficiti odražavaju anatomsku raspodjelu promjena PROGRESIVNO PROPADANJE IZVRŠNIH FUNKCIJA ŽARIŠNA ATROFIJA

Atrofija (MRI) i hipometabolizam (FDG PET) HF i EC 90% točnost predviđanja konverzije MCI u AD 4 godine prije nastupa AD (NYU, 2003) 84% točnost predviđanja konverzije HC u MCI 4 godine prije nastupa MCI (NYU, 2003) 76% točnost predviđanja konverzije HC u MCI 7 godina prije nastupa MCI (Mosconi et al. , Neurobiol. Aging, 2007) HC MCI 1993 E AD 1997 E 2003 E 1 23

Preliminary data /Preliminarni podaci N=126: 54 AD, 30 MCI, 9 Va. D, 4 LBD, 11 FTD, 18 HC

Preliminary data according to clinical dg Preliminarni podaci prema kliničkim dg

ROC analysis of preliminary data AD vs CON (Number of patients) T-tau (102) Aβ (102) P-tau 231 (36) MCI vs AD T-tau (102) Aβ (102) P-tau 231 (36) Cut-off Sensitivity (%) Specificity (%) AUC P-value Specificity (if sensitivity ≥ 85%) 226, 5 pg/ml 309, 75 pg/ml 7, 61 U/ml 75, 9 90, 7 76, 5 72, 2 44, 4 80 0, 744 0, 661 0, 824 0, 002* 0, 042* 0, 031* 55, 6 44, 4 61 249, 2 pg/ml 245, 8 pg/ml 3, 76 U/ml 70, 4 79, 6 88, 2 73, 3 46, 7 64, 3 0, 754 0, 595 0, 811 <0, 001* 0, 151 0, 003* 43, 3 64, 3

p-tau 231 Vrijednosti p-tau 231 markera iz likvora bile su statistički značajno više u skupini bolesnika s AD u odnosu na skupinu bolesnika s MCI (U=45; Z=-2, 938; p=0, 003), odnosno kontrolnu skupinu (U=15; Z=2, 155; p=0, 031). No, nije nađena statistički značajna razlika za p-tau 231 između skupine bolesnika s MCI i kontrolne skupine (U=30; Z=-0, 463; p=0, 687).

Likvorski biomarkeri u dijagnostici NDD 123 123 Ukupni tau P-tau Aβ 1 -42 AD ↑↑ ↑↑↑ ↓↓ CJD ↑↑↑ 0 ↓↓ FTLD ↑ 0 ↑↑ DLB ↑ ↑ ↓↓ Va. D ↑ ↑ ↓ Normalno starenje, PD, MDD, WKD 0 0 0 Bolest

Glavni razlozi zašto je teško povećati točnost likvorskih biomarkera u dijagnostici NDD: 1. jer je konverzija MCI u AD samo oko 9. 6% godišnje (i to u specijaliziranim ustanovama), pa je potrebno dugo vrijeme praćenja (7 -10 godina) da bi se točnost mogla povećati (Mitchell and Shiri-Feshki, Acta Psychiatr. Scand. , 2009). 2. jer likvorski markeri bolje koreliraju s neuropatološkom nego s kliničkom dijagnozom, što dovodi do smanjenja točnosti navedenih markera od 14 -17% (Toledo et al. , Acta Neuropathol. , 2012). 3. jer još uvijek nije provedena kritično neophodna standardizacija izlučnih vrijednosti („cutoff values”) pojedinih bioloških biljega u dijagnostici NDD. Da bi se standardizirale izlučne vrijednosti potreban je veliki broj uzoraka. U jednoj od najvećih studija bilo je uključeno 40 laboratorija, a za određivanje koncentracija biomarkera su korišteni kitovi triju različitih proizvođača (Innogenetics ELISA, INNO-BIA Alz. Bio 3, Meso Scale Discovery). Izmjerene razine biomarkera u stratificiranim skupinama bolesnika bile su dramatično različite, a koeficijent varijacije je varirao od 13 -36% (Mattsson N. et al. , The Alzheimer’s Association external quality control program for cerebrospinal fluid biomarkers, Alzheimers Dement. , 2011, 7, 386 -395).

Babić et al. , 2013, u tisku

Thank you for your attention! Zahvaljujem na pažnji! http: //alzbiotrack. hiim. hr/

Collaborators / Suradnici na projektu Hrvatska zaklada za znanost Projekt br. 09/16 (2012 -2014) Matea Nikolac, Nela Pivac, Dorotea Mück Šeler, Gordana Nedić, Maja Mustapić, Mirjana Babić, Fran Borovečki, Dubravka Švob Štrac, Maja Jazvinšćak Jembrek, Sanja Hajnšek, Ratimir Petrović, Svjetlana Kalanj Bognar, Željka Vukelić, Patrick R. Hof, Milan Radoš, Ninoslav Mimica, Paola Presečki, Danira Bažadona, Nataša Jovanov Milošević, Gabrijela Stanić, Neven Henigsberg Croatian Science Foundation