2. Estudios de investigación
Como ya se ha visto en el punto anterior, hoy por hoy el diagnóstico empleado es únicamente clínico, lo que suele implicar un retraso diagnóstico en España de unos 12-14 meses de media desde el inicio de los síntomas del paciente.
2.1. Diferencia entre biomarcador diagnóstico y pronóstico
En el caso de la ELA es difícil conseguir un biomarcador diagnóstico que anticipe que un paciente va a sufrir esta enfermedad con antelación al diagnóstico clínico que es realizado por el facultativo. Sin embargo, más líneas de investigación van dirigidas a encontrar biomarcadores pronósticos que permitan anticipar cómo será la evolución de la enfermedad en el paciente. De hecho, dada la variabilidad en la evolución del paciente según la edad de inicio, la forma de inicio de los síntomas y si el paciente porta alguna variante genética de interés, sería un paso muy importante en la vida del paciente .
2.1.1. Neurofilamentos
Los neurofilamentos (Nf) son proteínas estructurales en neuronas y glía que han sido ampliamente estudiados en diferentes enfermedades neurológicas como biomarcadores prometedores. Los Nf son filamentos intermedios de tipo IV que componen específicamente el citoesqueleto axonal de las neuronas, dándoles soporte estructural. Están compuestos de heteropolímeros de diferentes subunidades, la cadena ligera de neurofilamento (NfL), la cadena media (NfM), la cadena pesada (NfH) y la α-internexina, que en el sistema nervioso periférico se reemplaza por la periferina. Los Nf se unen entre sí y proporcionan un puente cruzado con los filamentos de actina y las proteínas de microtúbulos. Tienen una función de soporte estructural, manteniendo el calibre neuronal con un diámetro de entre 8 y 12 nm. También son componentes integrales de la sinapsis, importantes para las transmisiones de las señales eléctricas neuronales a lo largo de los axones influyendo en la velocidad de conducción.
El ensamblaje anormal de Nf se puede observar en varias enfermedades neurodegenerativas incluida la ELA. La importancia de estas moléculas como biomarcadores radica en que cuando se produce daño axónico en los trastornos del sistema nervioso central (SNC), los Nf se liberan al líquido cefalorraquídeo (LCR) y luego drenan hasta la sangre a través de granulaciones aracnoideas. De este modo, los niveles de Nf encontrados en estos fluidos reflejan daño neuronal, siendo útiles como biomarcadores de lesión neuronal tanto aguda como crónica.
Durante la última década, múltiples estudios han investigado este potencial de los Nf, tanto en LCR como en sangre. Las subunidades de los neurofilamentos más estudiadas son la NfL y la cadena pesada fosforilada (pNfH) debido a su alta solubilidad. Ambas se correlacionan con el grado de degeneración de las neuronas motoras. Desde el punto de vista genético, se han asociado mutaciones en el dominio C-terminal del gen codificante de NfH, deleciones o inserciones, con la ELAe.
Por otro lado, se ha demostrado que los niveles de Nf (NfL y pNfH) en el LCR están aumentados en pacientes de ELA aproximadamente 5-10 veces más que en controles sanos. También están aumentados en sangre, pero como los Nf son producidos por las neuronas, los niveles séricos son 10 veces más bajos que en el LCR. Aun así, se ha visto una buena correlación entre ambos fluidos, especialmente para pNfH .
También hay evidencias de que los niveles de NfL y pNfH se correlacionan con parámetros de mal pronóstico de ELA, como la disminución de la escala funcional de la ELA (Functional Rating Score for Amyotrophic Lateral Sclerosis-Revised –ALSFRS-R–) y la supervivencia . Los pacientes de ELA con una rápida progresión muestran concentraciones más elevadas en suero y LCR de pNfH. Asimismo, niveles más altos de NfL se asocian con una progresión más rápida de la enfermedad y una supervivencia más corta . De igual modo, se ha visto que los niveles de pNfH y NfL en el LCR son significativamente más bajos en los pacientes con progresión lenta de la enfermedad .
Por lo tanto, la detección temprana de Nf en LCR y sangre podría usarse como biomarcadores pronósticos en la ELA.
2.1.2. Expresión génica
La expresión génica es el proceso por el cual la información codificada por un gen se usa para producir moléculas de ARN que codifican, posteriormente, para proteínas. En los estudios de investigación, este concepto hace referencia al nivel en el que encontramos a un determinado ARN en suero, plasma, etc. La expresión elevada o disminuida de un ARN puede indicar una situación anormal en relación con una patología subyacente.
- ARNm. Se han realizado estudios exhaustivos para detectar ARNm expresados de forma diferencial en sangre total y células mononucleares de sangre periférica y varios estudios sobre algunos ARNm seleccionados potencialmente implicados en la patología de la ELA . Sin embargo, todavía no se han identificado biomarcadores candidatos evidentes. Se ha realizado una búsqueda bibliográfica sistemática y no detectaron reproducibilidad entre los diferentes estudios relativos a la firma transcriptómica de los tejidos de la ELA. Las razones de la falta de repetibilidad podrían ser diferentes poblaciones de estudio, diferentes tipos de sujetos de control, diferentes fuentes de muestras, diferentes estadios de la enfermedad y el uso de diferentes estrategias metodológicas .
También identificaron la expresión diferencial de otros posibles genes candidatos como la galectina 3 (LGALS3), que está implicada en la neuroinflamación, y la proteína cinasa C delta (PRKCD), que se activa en la apoptosis inducida por mitocondrias . Se necesitan estudios adicionales para averiguar si alguno de estos u otros ARNm asociados a la ELA podrían utilizarse como biomarcadores circulantes de la ELA.
- miARN. Los microARN (miARN) son ARN no codificantes de 17-22 nucleótidos (nt) de longitud, que actúan como reguladores postranscripcionales de la expresión génica causando la degradación de los ARNm diana o la inhibición de su traducción a través de la unión específica de la secuencia semilla de 6-8 nt de longitud del miARN a la región 3’ no traducida (UTR) del ARNm diana . Muchos miARN están evolutivamente conservados y tienen una interacción preferentemente conservada con la mayoría de los ARNm humanos, lo que es indicativo de sus importantes funciones biológicas .
Además de los ARNm, los miARN también son potentes reguladores de otros miARN y ARN no codificantes, como los lncARN y los circARN. Un solo miARN puede regular cientos de especies de ARN, lo que convierte a los miARN en importantes reguladores de la homeostasis celular . Los miARN están presentes tanto en entornos intracelulares como extracelulares y en casi todos los fluidos biológicos . Extracelularmente, los miARN se detectan dentro de vesículas de membrana y libremente, formando complejos con otras macromoléculas. Hasta ahora se han identificado más de 2.500 miARN en el genoma humano (miRBase, www.mirbase.org) y para cientos de ellos ya se ha descrito su función en el desarrollo y la patología cerebral .
Los miARN tienen muchas características para ser biomarcadores prometedores de enfermedades humanas. En estudios recientes también han indicado que los miARN pueden detectarse en fluidos biológicos donde conservan el perfil de expresión de las células originales, incluidas las neuronas y se ha demostrado que tienen una gran especificidad y estabilidad .
