Biomarcadores no sangue avançam a detecção precoce do Alzheimer com novas capacidades diagnósticas

Biomarcadores no sangue para a doença de Alzheimer estão aprimorando o diagnóstico e o cuidado ao paciente ao facilitar a confirmação mais precoce da doença, embora seu uso levante novas questões sobre os contextos adequados para testagem e a necessidade de procedimentos confirmatórios. Os novos testes podem ajudar a restringir as possibilidades quando um paciente começa a apresentar sinais de declínio cognitivo, mas ainda não estão em um ponto em que permitam um diagnóstico definitivo. Antes que um paciente possa iniciar tratamentos atualmente disponíveis para remover placas amiloides, ainda é necessário realizar um exame de PET amiloide ou uma avaliação do líquido cefalorraquidiano para confirmar o que o teste de sangue indica.

A identificação e validação de biomarcadores para doenças neurodegenerativas está avançando rapidamente, desempenhando papel fundamental para viabilizar o diagnóstico precoce, acompanhar a progressão da doença e avaliar como os pacientes respondem ao tratamento. Com a aprovação recente de terapias com anticorpos monoclonais como lecanemab (tradename: Leqembi®) e donanemab (Kisunla™), a necessidade clínica de um diagnóstico preciso da DA (Alzheimer’s disease) em fase pré-clínica e inicial se intensificou. Modalidades diagnósticas tradicionais — diagnósticos neuroquímicos de demência no líquido cefalorraquidiano e imagem por PET amiloide — são eficazes, porém impraticáveis para triagem em larga escala devido à invasividade, ao custo e a restrições logísticas.

A tau derivada do cérebro no plasma (BD-Tau) representa um biomarcador novo, projetado para superar limitações das medições tradicionais de tau total. A maior parte da tau total no sangue se origina de tecidos periféricos, não do SNC, e está elevada em uma variedade de condições, incluindo doença de Creutzfeldt-Jakob, trauma craniano e anóxia, entre outras. Essa falta de especificidade levou à sua remoção dos critérios AT(N) revisados para diagnóstico de DA.

Para enfrentar isso, pesquisadores desenvolveram um anticorpo de junção de tau (tau J), que se liga especificamente à junção entre os éxons 4 e 5 — exclusiva da tau do SNC. Esse anticorpo não se liga se o inserto de “big tau” estiver presente, excluindo assim a tau periférica da detecção. O anticorpo foi testado com ELISA e imunoprecipitação–espectrometria de massas, e um imunoensaio foi desenvolvido na plataforma Simoa.

Estudos iniciais usando coortes com confirmação neuropatológica demonstraram que os níveis plasmáticos de BD-Tau aumentam na presença de patologia da DA, em contraste com a tau total, que permanece inalterada ao longo do continuum da DA. Coortes de ambulatórios de memória na Itália confirmaram ainda que a BD-Tau plasmática está significativamente elevada na DA em comparação com outras condições neurológicas, espelhando a especificidade da tau total no líquido cefalorraquidiano. Diferentemente da cadeia leve de neurofilamento, que se eleva em várias doenças neurodegenerativas, a BD-Tau mostra maior especificidade para DA.

Pesquisas em colaboração com coortes norueguesas revelaram que a BD-Tau plasmática não apenas diferencia DA de outras condições, como também prediz o declínio cognitivo longitudinal e mudanças em assinaturas de meta-ROI na RM. É importante destacar que pacientes duplamente positivos para amiloide (fosfo-tau 217 ou 181) e BD-Tau no plasma exibem as taxas mais rápidas de declínio cognitivo e estrutural, sugerindo que a BD-Tau agrega valor prognóstico além dos marcadores amiloides isoladamente.

A utilidade da BD-Tau vai além da neurodegeneração crônica. No traumatismo cranioencefálico, a BD-Tau plasmática permanece elevada por até sete dias após a lesão, distinguindo pacientes com desfechos ruins daqueles com melhor recuperação. No AVC isquêmico agudo, a BD-Tau medida na admissão é o único marcador capaz de diferenciar pacientes com desfechos funcionais bons versus ruins em 90 dias. A correlação entre a BD-Tau plasmática e o tamanho da lesão do AVC é forte e independente do território vascular ou da localização anatômica.

Um avanço tecnológico essencial na detecção de biomarcadores no sangue é o uso da imunoprecipitação como etapa preparatória antes de imunoensaios de alta sensibilidade, coletivamente denominada IP-IA. Essa abordagem melhora a detecção de biomarcadores de baixa abundância e aumenta a acurácia diagnóstica ao enriquecer proteínas-alvo e remover componentes interferentes da matriz. A metodologia IP-IA combina IP robótica com imunoensaios de alto rendimento. A etapa inicial de IP utiliza esferas magnéticas funcionalizadas com anticorpos direcionados a proteínas diagnósticas (peptídeos Aβ, proteínas tau), enriquecendo os biomarcadores e removendo componentes da matriz que podem mascarar epítopos ou interferir na detecção.

Após a IP, os eluatos são analisados usando plataformas comerciais de imunoensaio (por exemplo, ELISA, MesoScale, Simoa, Lumipulse, Elecsys), permitindo detecção multiplexada de epítopos de Aβ e tau a partir de volumes mínimos de plasma (tão pouco quanto 100 microlitros). Vários estudos demonstraram que a IP-IA melhora significativamente a acurácia diagnóstica das medições sanguíneas de Aβ e tau em comparação com ensaios diretos. Em colaboração com a Roche Diagnostics, a IP prévia aumentou a área sob a curva para detecção da razão Aβ42/Aβ40 de 0.73 para 0.88, e depois para 0.92 com diagnóstico clínico apoiado por biomarcadores.

A mudança de biomarcador detectável mais precoce na DA é uma redução de Aβ42 no líquido cefalorraquidiano, especificamente a razão Aβ42/Aβ40. Essa alteração é refletida no sangue, ocorrendo concomitantemente às alterações no líquido cefalorraquidiano. Outros biomarcadores, como isoformas de fosfo-tau (notadamente p-tau217 e p-tau181), aumentam mais tarde no curso da doença. É importante notar que alguns pacientes com déficits cognitivos subjetivos ou CCL (comprometimento cognitivo leve) inicial podem não apresentar achados patológicos em PET amiloide ou PET tau, ressaltando a necessidade de ensaios sanguíneos sensíveis.

Pesquisadores do Vellore Institute of Technology, Tamil Nadu, combinaram aprendizado profundo interpretável com expressão gênica no sangue para oferecer uma abordagem escalável e não invasiva para detecção precoce do Alzheimer. Eles combinaram três conjuntos públicos de microarray — GSE63060, GSE63061 e ADNI — em um único conjunto de dados com 476 amostras e 12.459 genes comuns. Para encontrar os genes mais informativos, a equipe aplicou múltiplos métodos de seleção de características, incluindo Qui-quadrado, ANOVA, Eliminação Recursiva de Características e ElasticNet. Em seguida, usaram SHapley Additive exPlanations (SHAP), uma abordagem de IA explicável, para classificar genes por importância e melhorar a interpretabilidade.

Dois modelos de aprendizado profundo — uma rede neural profunda (DNN) e uma rede neural convolucional 1-D — foram treinados com os genes selecionados. A DNN atingiu 91% de acurácia e 95% de precisão, superando métodos convencionais de aprendizado de máquina. Entre os genes identificados, RPL36AL, CSF2RB e RMND5B emergiram como biomarcadores-chave, destacando assinaturas moleculares que distinguem pacientes com Alzheimer de indivíduos saudáveis.

O surgimento de testes de sangue levanta questões sobre o uso apropriado. Pessoas completamente normais, mas que podem ter histórico familiar de doença de Alzheimer ou apenas estão ansiosas e querem um teste, podem conseguir realizar um mesmo que não seja apropriado para elas; então, se obtiverem um resultado falso-positivo, podem ter dificuldade para lidar com o que isso significa. A doença de Alzheimer é um processo lento que acontece no corpo ao longo do tempo. A estimativa atual é que algumas das mudanças possam estar ocorrendo por 15 ou 20 anos antes de a pessoa ter sintomas clínicos. Há uma fase chamada doença de Alzheimer pré-clínica, na qual a pessoa é completamente normal do ponto de vista cognitivo. Se uma pessoa assim fizer esses testes de sangue, o resultado aparecerá como positivo. Mas não se sabe se essa pessoa desenvolverá sintomas ou pode não desenvolver. E, se desenvolver sintomas, não se sabe se isso ocorrerá nos próximos cinco, 10 ou 15 anos. Por isso, é necessário realizar testagem apenas quando houver comprometimento cognitivo claramente documentado.