Afinamento do cérebro sinaliza risco de Alzheimer 7 anos antes de a amiloide aparecer
Alterações na espessura cortical podem ser detectadas até 7 anos antes de o PET de amiloide se tornar positivo, o que sugere a existência de biomarcadores de imagem mais precoces.
Resumo
A doença de Alzheimer agora costuma ser diagnosticada por níveis elevados de amiloide, uma proteína pegajosa, em exames de PET, e acredita-se amplamente que o amiloide seja a primeira alteração detectável. Pesquisadores reuniram exames de ressonância magnética de três coortes de adultos cognitivamente saudáveis e analisaram retrospectivamente exames realizados anos antes de qualquer pessoa testar positivo para amiloide. As pessoas que depois se tornaram amiloide-positivas já apresentavam um córtex mais espesso, especialmente nos lobos frontais, e o córtex delas afinava mais lentamente que o normal. Essas diferenças apareceram em exames feitos pelo menos 7 anos antes da positividade para amiloide. Muitas persistiram após o ajuste para os níveis de amiloide, o que sugere que parte da alteração pode ser parcialmente independente do amiloide. Os resultados sugerem que um nível elevado de amiloide no PET pode não ser o sinal mais precoce da doença de Alzheimer.
Resumo Detalhado
Pelo consenso atual, níveis elevados de beta-amiloide no PET bastam para diagnosticar a doença de Alzheimer, e presume-se que as alterações estruturais do cérebro na ressonância magnética (RM) surjam depois. No entanto, poucos estudos examinaram a estrutura de todo o córtex usando apenas RMs adquiridas antes de as pessoas se tornarem amiloide-positivas. Isso é importante para a detecção precoce, para entender o que o amiloide faz com o cérebro e para definir o momento de intervir.
A equipe combinou dados longitudinais de três coortes de pessoas cognitivamente saudáveis: o Center for Lifespan Changes in Brain and Cognition (Oslo), o Berkeley Aging Cohort Study e os controles normais do ADNI. No total, foram 4.570 exames de RM de 1.051 indivíduos e 1.684 exames de PET de amiloide de 691 indivíduos. Setenta e sete pessoas passaram de amiloide-negativas para amiloide-positivas; 412 permaneceram negativas. A série de RMs de cada pessoa que converteu foi truncada de modo que o último exame ocorresse pelo menos X anos (de 1 a 10) antes do primeiro PET positivo.
Usando modelos aditivos mistos generalizados, os autores estimaram o nível de espessura cortical e a taxa de mudança de cada pessoa em 70 regiões. Os participantes que converteram apresentaram córtex mais espesso e menos afinamento do que os participantes amiloide-negativos, com todos os efeitos significativos após correção por FDR no sentido positivo. As regiões frontais e parietais foram as mais consistentes. No córtex frontal superior esquerdo, uma diferença no afinamento (P<0,05 sem correção) foi detectável mesmo quando a última RM foi feita 10 anos antes do primeiro PET positivo. Em 1.400 testes, dez efeitos negativos apareceram sem correção, e nenhum sobreviveu à correção.
Muitos efeitos permaneceram após o ajuste para os níveis quantitativos de amiloide (centiloides médios), sugerindo que não são impulsionados unicamente pelo amiloide emergente. Os resultados se mantiveram em grupos de comparação pareados, em testes de reamostragem e de permutação, em exames somente de 1,5 T, com harmonização ComBat, com processamento transversal e com ajuste para APOE ε4, escolaridade e hipointensidades da substância branca (r=0,991; mais de 95% dos 700 testes tiveram o mesmo status de significância). Um modelo que usou a idade prevista na positividade para amiloide confirmou diferenças em exames adquiridos mais de 7 anos antes, embora restassem apenas 16 pessoas que converteram nesse ponto de corte. As RMs mais antigas remontavam a 11,8 anos antes da conversão.
Os efeitos na espessura sobrepuseram-se de forma moderada aos padrões de deposição de amiloide: 109 de 180 testes espaciais para as taxas de afinamento (61%) e 91 de 150 para os níveis de espessura foram significativos. As estruturas subcorticais não mostraram diferenças entre os grupos, e não houve interação entre grupo e sexo. As mudanças na espessura não acompanharam a mudança na memória antes da conversão, de modo que os autores não encontraram respaldo para uma resposta compensatória.
Os resultados sugerem que alterações corticais podem preceder em anos o amiloide elevado detectável no PET, de modo que a positividade para amiloide pode não ser o marcador de imagem mais precoce. Uma combinação de espessura preexistente e em mudança pode estar na base dos efeitos. Entre as ressalvas estão o pequeno número de pessoas que converteram em longos intervalos de antecedência, a dependência da primeira positividade observada e não da positividade real para amiloide, limitações relacionadas aos scanners e coortes saudáveis e, em grande parte, de alto funcionamento. Um córtex mais espesso não é, por si só, um sinal diagnóstico utilizável.
Principais Descobertas
- Pooled 4,570 MRI scans from 1,051 cognitively healthy adults and 1,684 amyloid PET scans from 691 people across three cohorts
- 77 amyloid converters were compared with 412 consistently amyloid-negative participants
- Converters showed a thicker cortex and less thinning, with all FDR-significant effects positive, strongest in frontal and parietal regions
- Differences were detectable in MRIs acquired at least 7 years before the first amyloid-positive PET; left superior frontal thinning differed at a 10-year cutoff (uncorrected P<0.05)
- Of 1,400 slope tests, only ten negative effects reached uncorrected significance and none survived correction
- Many effects persisted after adjusting for amyloid centiloids, and APOE ε4, education and white matter hypointensity adjustment changed little (r=0.991)
- Thickness effects overlapped moderately with amyloid deposition: 109 of 180 spatial tests (61%) for slopes and 91 of 150 for levels were significant
Metodologia
Os autores combinaram dados longitudinais de ressonância magnética (RM; 2 a 14 pontos temporais por pessoa) e de PET amiloide de três coortes de indivíduos cognitivamente saudáveis. Eles truncaram a série de RM de cada convertedor de modo que o último exame ocorresse pelo menos 1 a 10 anos antes do primeiro PET amiloide positivo e, em seguida, ajustaram modelos aditivos generalizados mistos da espessura cortical ao longo da idade, com ajuste para sexo, intensidade do campo magnético do scanner, coorte e volume intracraniano. As inclinações e os interceptos individuais foram comparados entre os convertedores e os participantes amiloide-negativos por meio de modelos lineares (70 regiões, com correção por FDR), com e sem ajuste para centiloide. As análises de sensibilidade usaram grupos pareados por idade e tempo de acompanhamento, reamostragem, testes de permutação, exames apenas de 1,5 T, harmonização com ComBat e modelos de suavização tensorial, e uma replicação utilizou a idade prevista na positividade amiloide. A sobreposição espacial com o amiloide foi testada por meio de testes de permutação por rotação esférica (spin permutation tests).
Limitações do Estudo
A positividade foi definida pelo primeiro exame amiloide-positivo observado, e não pelo ponto real de cruzamento do limiar, e a replicação com idade prevista dependeu de poucos momentos de avaliação por PET, deixando apenas 16 indivíduos que se tornaram amiloide-positivos (converters) no ponto de corte de 7 anos. As coortes eram cognitivamente saudáveis e, em sua maioria, compostas por pessoas de alto desempenho; diferenças entre scanners e entre coortes são possíveis apesar das extensas verificações de robustez; e a mudança na espessura cortical não esteve relacionada à mudança na memória, de modo que seu significado permanece incerto. As declarações de conflito de interesses não estavam incluídas no texto fornecido.
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