En este simposio titulado ‘Neuropatología humana: Tau, una proteína clave en el cerebro humano’, el Dr. Corey T. McMillan comenzó con una discusión sobre la estadificación y subtipificación de la proteinopatía de la proteína de unión al ADN TAR-43 (TDP-43), luego la Dra. Sònia Sirisi Dolcet presentó datos respecto a cómo en la enfermedad de Alzheimer (AD, del inglés Alzheimer 's disease), la aparición de tau oligomérica sináptica puede ser un evento temprano. Más adelante la Dra. Jennifer S. Rabin discutió cómo puede surgir deterioro cognitivo a partir de las interacciones entre la angiopatía amiloide cerebral (AAC) y la beta amiloide parenquimatosa (Aβ) y la Dra. Frederique J. Hart de Ruyter presentó datos sobre la evaluación de la fosforilación de tau en la retina (p-tau) y Aβ en enfermedades neurodegenerativas. A continuación, la Dra. Jamie M. Walker discutió el uso de perfiles espaciales digitales de Nanostring (DSP) para detectar la expresión de proteínas en el 

hipocampo de personas con la enfermedad de Alzheimer, en comparación con las que no la tienen, y el simposio terminó con el Dr. Brian D. Hitt quien mostró datos de su trabajo en el desarrollo de anticuerpos para detectar la diseminación de tau en células in vitro y en el tejido cerebral. 

Proteinopatías TDP-43: subtipificación y estadificación 

Las proteinopatías TDP-43 tienen diferentes patrones de estadificación neuropatológica que, según el Dr. McMillan, no explican completamente la neuropatología mixta. El algoritmo para ayudar al modelado de progresión de la enfermedad, SuStaIn (del inglés Subtype and Stage Inference) intenta identificar la propagación temporal y espacial del TDP-43 utilizando fotografías instantáneas de secciones transversales del cerebro a partir de los datos recopilados por imagenología. El estudio del Dr. McMillan comparó la estadificación SuStaIn utilizando clasificaciones neuropatológicas ordinales (0-3+) en 21 regiones anatómicas. 

En la esclerosis lateral amiotrófica (ELA), se identificó un patrón de estadificación mediante el cual la patología se desarrolla primero en la médula espinal, luego se propaga a la médula y a la corteza motora, para después propagarse a las cortezas frontal, angular y temporal. Hubo cierta incertidumbre con el modelo en las primeras etapas. En la degeneración lobar frontotemporal (DLFT), hubo más certeza del modelo, especialmente en las etapas intermedias de la enfermedad donde hubo un patrón generalizado de progresión. En la encefalopatía TDP-43 relacionada con la edad de predominio límbico (LATE, del inglés Limbic-predominant age-related) ±AD (Alzheimer’s disease), en las primeras etapas hubo más certeza en el modelo. Aquí, la patología se mostró en la amígdala, que luego se extendió a través de los lóbulos temporales mediales, luego al cíngulo anterior, a la corteza orbitofrontal y luego a la corteza temporal lateral. Se encontraron similitudes y diferencias entre DLFT y LATE.

El algoritmo SuStaIn puede contribuir a modelar la estadificación de la proteinopatía TDP-43

Los resultados de SuStaIn relativos a los estándares neuropatológicos de la estadificación mostraron una buena correlación en general, excepto para ELA, donde hubo cierta incertidumbre. Mientras que con algunos métodos de estadificación estándar, alrededor del 12% de los casos de DLFT no encajan en el patrón, con SuStaIn la mayoría encaja. Además, se encontraron subtipos potenciales de ELA, DLFT y progresión de LATE homogénea. 

La tau oligomérica sináptica temprana puede ocurrir en la enfermedad de Alzheimer Se ha demostrado la acumulación de P-tau tanto de forma presináptica como postsináptica en personas con la enfermedad de Alzheimer. La Dra. Dolcet discutió cómo las semillas de

tau generadas por diferentes oligómeros fosforilados pueden preceder a la formación de ovillos y cuestionó si la tau oligomérica sináptica podría ser un evento temprano en la enfermedad de Alzheimer. Su trabajo utilizó tomografías de matriz en secciones seriadas de áreas visuales primarias y temporales en controles de salud (n=24; edad promedio 78.12) y personas con enfermedad de Alzheimer esporádica (n=29; edad promedio 83.69, estadios de Braak V-VI).

El cultivo de tau puede ocurrir prematuramente en la enfermedad de Alzheimer de forma tanto sináptica como postsináptica

Se encontró una disminución en la densidad sináptica excitatoria en personas con la enfermedad de Alzheimer en comparación con los controles, lo que se correlaciona con neuritas distróficas. Se descubrió que la P-tau y la P-tau oligomérica P22+ se colocalizan con la sinaptofisina en las sinapsis. Se encontraron formas de tau oligomérica P22+ en la sinapsis en casos de enfermedad de Alzheimer, incluidos oligómeros globulares en neuritas distróficas y fibrillas en las terminales sinápticas y postsinápticas. También se encontró tau oligomérica en regiones sin patología relevante para la enfermedad de Alzheimer. En la corteza temporal hubo una correlación positiva entre la tau oligomérica y los ovillos neurofibrilares; sin embargo, se descubrió que la tau oligomérica sináptica precede a la presencia de ovillos neurofibrilares. Aunque menos densa post sinápticamente, la presencia de tau oligomérica en estas regiones sugiere, dijo la Dra. Dolcet, que podría ser posible el cultivo de tau trans-sináptica. También concluyó que las formas patológicas de tau que aparecen de forma temprana en la enfermedad de Alzheimer pueden ser un futuro objetivo terapéutico. 

Un vínculo potencial entre la carga vascular y la patología de la enfermedad de Alzheimer

La aparición de angiopatía amiloide cerebral AAC, con una acumulación de amiloide en el sistema cerebrovascular, aumenta el riesgo de enfermedad de Alzheimer. El estudio de la Dra. Rabin tuvo como objetivo examinar la relación entre la AAC, los depósitos de tau, el deterioro cognitivo y la carga de Aβ parenquimatosa y evaluar si la asociación entre la AAC y la disminución cognitiva está mediada por la carga de tau. La cohorte incluyó a participantes sin AAC o con AAC leve (n=1101; edad promedio al morir 89.9; 

39.1% con demencia) o AAC de moderada a severa (n=621; edad promedio al morir 

90.5; 56.0% con demencia). Antes de la muerte, la cognición se evaluó anualmente por una media de 8.8 años. 

El deterioro cognitivo en la enfermedad de Alzheimer puede verse exacerbado tanto por la angiopatía amiloide cerebral como por la carga de Aβ 

Se encontró una asociación positiva entre la AAC y la carga de placa neurítica, que disminuyó en los grupos con AAC severa, y entre la AAC y la carga tau. Cuando se estratificó por carga de Aβ, no hubo relación de la AAC en tau en casos de placa baja, pero sí en casos de placa alta. Se encontraron correlaciones entre la AAC, la carga de Aβ y el deterioro cognitivo, lo que, según la Dra. Rabin, sugiere que las dos primeras pueden promover al segundo. En los participantes con una alta carga de placa, se postuló que la asociación entre la AAC y el deterioro cognitivo está mediada por tau. Esto puede significar, comentó la Dra. Rabin, que la AAC acelera la carga de tau, que a su vez puede afectar la vasculatura, lo que requiere que ambas patologías sean un objetivo terapéutico. 

¿Podrían las p-tau y Aβ retinales ser utilizadas en la evaluación de enfermedades neurodegenerativas? 

La Dra. Ruyter abordó la necesidad de contar con biomarcadores de fácil acceso, amigables con el paciente y de bajo costo para la enfermedad de Alzheimer. Las neuronas en la retina 

se pueden visualizar directamente de forma no invasiva y sus estudios están dirigidos a evaluar la presencia de Aβ post mortem y de patología tau en la retina de personas con enfermedades neurodegenerativas (n=46; edad promedio 

71.0) o controles cognitivos normales con (n=10, edad promedio 83.4) o sin (n=6; edad promedio 56.5) neuropatología de Braak. Las retinas se analizaron digitalmente para evaluar el área de superficie promedio con inmunorreactividad a los anticuerpos p-tau en las etapas tempranas y tardías de la enfermedad. 

La p-tau retinal puede ayudar a predecir la carga de p-tau en el cerebro Sólo en tres casos se detectó Aβ en la retina, incluido un caso con enfermedad de Alzheimer, sin observarse placas. Dependiendo del epitopo, la p-tau mostró una señal difusa en los casos de Alzheimer en comparación con ninguna en los controles. Hubo diferencias significativas en la cuantificación de la p-tau entre casos con la enfermedad de Alzheimer (n=17) y los controles y otras tauopatías (n=9) y controles. La p-tau sólo se encontró en la retina en las regiones de la periferia lejana y media, no en la región central. También se encontró que cuando la p-tau en la retina era baja, también lo era la p-tau en el cerebro. Sin embargo, esto no ocurre necesariamente a la inversa, lo que llevó a la Dra. Ruyter a concluir que la p-tau retiniana como marcador era específica, pero no sensible. 

Uso de la proteómica espacial para determinar las diferencias en la neuropatología del hipocampo en la enfermedad de Alzheimer, la tauopatía primaria relacionada con la edad y los individuos ‘resistentes y resilientes’. 

La Dra. Walker habló sobre el DSP de Nanostring. Aquí, se examinó la expresión de proteínas con 73 anticuerpos oligo conjugados fotoescindibles por UV (‘tecnología ,múltiplex’) en secciones del hipocampo (CA1, CA2, corteza entorrinal) con 18 regiones de interés por diapositiva, incluidas neuronas con o sin ovillos neurofibrilares y el microentorno neuronal inmediato. La expresión de proteínas se examinó en personas con la enfermedad de Alzheimer o tauopatía primaria relacionada con la edad, en comparación con las que no las tenían (cohortes ‘resistentes’ y ‘resilientes’). 

Los niveles de expresión de proteínas difieren entre personas con o sin enfermedad de Alzheimer o tauopatía primaria relacionada con la edad 

La Dra. Walker encontró una correlación entre los ovillos neurofibrilares en las neuronas y una mayor expresión de las proteínas de procesamiento Ab y proteínas ubicadas en el ovillo, las cuales, postuló, “refuerzan la suposición de que la patología del ovillo y de la placa pueden desarrollarse sinérgicamente en la enfermedad de Alzheimer”. También se mostró una expresión significativamente mayor en los casos ‘resistentes‘ y ‘ resilientes’ de proteínas involucradas en la degradación de proteínas mal plegadas, el procesamiento de amiloide, el mantenimiento de la integridad neuronal y la eliminación del colesterol. En los casos de tauopatía primaria relacionada con la edad y ‘resistentes’ hubo niveles más altos de marcadores de microglía. La Dra. Walker concluyó que la ‘resistencia’ y la ‘resiliencia’ pueden estar relacionadas con una mayor expresión de proteínas protectoras e integridad neuronal. 

Desarrollo de anticuerpos para detectar cultivos de tau en la enfermedad de Alzheimer y otras tauopatías 

Investigación previa muestra que incluso los monómeros tau pueden ser semillas, siendo clave un dominio de horquilla dentro de la terminal final del dominio de repetición R2. El cultivo de tau ha sido detectado por el Dr. Hitt utilizando para su evaluación un biosensor de transferencia de energía de resonancia de Förster (FRET por sus siglas en inglés). Aquí, el dominio de repetición de tau se acopla a un biosensor de modo tal que se produzca una señal FRET cuando las semillas de tau ingresan a una célula in vitro y desencadenan la agregación. Esto se puede visualizar y cuantificar utilizando citometría de flujo. El Dr. Hitt pretendía producir anticuerpos monoclonales para antígenos péptidos lineales en las transiciones R1-R2 y R1-R3 del dominio de repetición, sustituyendo en un residuo de prolina fluorada que favorece las confirmaciones de cultivo. 

Después de la generación de anticuerpos, se seleccionaron las formas más sensibles y específicas para detectar tauopatías de la enfermedad de Alzheimer frente a las que no correspondían a la enfermedad, denominadas MD2.2 y MD3.1. Mientras que en los cerebros en control no hubo actividad de cultivo, en los cerebros con la enfermedad de Alzheimer, la mayor parte de la actividad de cultivo se encontró en el inmunoprecipitado, lo que muestra que los anticuerpos enlazan a las semillas de tau de manera eficiente. Esto fue similar en los cerebros con parálisis supranuclear progresiva, pero en los cerebros con degeneración corticobasal y cerebros con enfermedad de Pick, la mayor parte de la actividad de cultivo quedó en el sobrenadante, por lo que los anticuerpos no fueron tan sensibles a enlazar las semillas tau. 

Los anticuerpos para las semillas tau pueden revelar diferencias neuropatológicas entre tauopatías 

La tinción tisular mostró MD2.2/MD3.1 en los casos de enfermedad de Alzheimer en agregados granulares perinucleares sin fibrillas neuríticas, mostrándose una cantidad menor en los casos de parálisis supranuclear progresiva y poca tinción en los casos de la enfermedad de Pick o en la degeneración corticobasal. En conclusión, se demostró que los anticuerpos MD2.2 y MD2.1 son nuevos agentes anti tau cuyo blanco es la tau apta para cultivos pero no la tau inerte, predominantemente en los casos de enfermedad de Alzheimer y parálisis supranuclear progresiva. Estos pueden ser útiles como herramientas para estudiar el cultivo de tau en el tejido

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