Un estudio de la variante conductual de la demencia frontotemporal y el trastorno bipolar: un enfoque integrado de neuroimagen y epigenética (DISBAND)

Siguiendo los criterios de inclusión y exclusión, los participantes serán reclutados y subdivididos en tres grupos:

• Pacientes con bvFTD, seguidos prospectivamente durante al menos 2 años. Estos incluyen bvFTD portadores de expansión G4C2 en el gen C9orf72 (el mejor modelo de las dos enfermedades porque dicha expansión está ampliamente asociada con el desarrollo de psicosis).
• Pacientes con TB que forman parte de una cohorte de familias multiafectadas (MAF) seguidas desde enero de 2017 en la Unidad Operativa de Psiquiatría del Policlínico de Milán y que tienen antecedentes familiares positivos de enfermedades neurodegenerativas.
• Sujetos sanos a los que se les realizaron pruebas neurocognitivas basales que excluyeron la presencia de demencia y enfermedades psiquiátricas.

Los investigadores recolectarán muestras de sangre de los participantes, que serán procesadas y analizadas. Más específicamente, los exosomas totales se aislarán de 500 microlitros de plasma mediante una solución de precipitación ExoQuick (SBI). El aislamiento y la purificación de las ECM se realizarán mediante el kit de purificación ExoFlow utilizando un anticuerpo CD171 antihumano biotinilado (L1CAM) (clon 5G3, Ebiosciences). El ARN total contenido en las ECM se extraerá mediante el kit de aislamiento de proteínas y ARN de exosoma total y el análisis de expresión de miARN mediante el panel de microARN avanzado humano TaqMan OpenArray (Thermo Fisher Scientific). El análisis de expresión de lncRNA se realizará mediante LincFinder Array y matrices inflamatorias y de autoinmunidad (Qiagen).

Los participantes también se someterán a una sesión de neuroimagen, donde se realizarán sesiones de resonancia magnética estructural y 1H-MRS utilizando un escáner de resonancia magnética 3T disponible en la Unidad de Neurorradiología. El 1H-MRS proporcionará una evaluación sensible y confiable de los cambios neuroquímicos en áreas específicas del cerebro. Los vóxeles de adquisición se ubicarán en la corteza prefrontal dorso y ventrolateral (DLPFC/VLPFC), la amígdala y el hipocampo. Finalmente, se realizará una exploración FDG-PET con un escáner Biograph Truepoint 64 PET/TC. Se utilizarán imágenes ponderadas en T1 y FDG-PET para explorar las diferencias morfológicas/metabólicas del cerebro entre los grupos. Los volúmenes de materia gris y blanca se estimarán localmente y se compararán entre grupos utilizando morfometría basada en vóxeles. Se realizará una comparación paralela de regiones de interés (ROI) para estimar los volúmenes regionales utilizando el atlas de etiquetado anatómico automatizado (AAL) como referencia, centrándose nuevamente en DLPFC/VLPFC, la amígdala y el hipocampo. Finalmente, un análisis regional adicional basado en el software Freesurfer permitirá a los investigadores estimar el espesor cortical, el área de superficie cortical y la girificación cortical de las regiones del atlas de Desikan-Killiany. Todos los análisis de MRI y PET se realizarán en el contexto de un modelo lineal general utilizando una implementación de software específica en MATLAB llamada Mapeo Paramétrico Estadístico (SPM).

Por último, los datos de neuroimagen y los perfiles de expresión de ncRNA se utilizarán como predictores en el análisis de ML. Dado el pequeño tamaño de la muestra, inicialmente se utilizarán modelos lineales (p. ej., máquina de vectores de soporte). Posteriormente, para mejorar el poder predictivo de nuestros modelos, los investigadores aplicarán el método ML llamado bosque aleatorio, un algoritmo de clasificación más versátil y potente, y el algoritmo XGBoost (eXtreme Gradient Boosting). Para evitar un sobreajuste del proceso de aprendizaje, se realizará una búsqueda en "cuadrícula" de hiperparámetros del modelo. Se utilizará una validación cruzada de 5 veces para validar los resultados, con una división entre pruebas de entrenamiento del 80% al 20%.