Um estudo da variante comportamental da demência frontotemporal e do transtorno bipolar: uma abordagem integrada de neuroimagem e epigenética (DISBAND)

Seguindo os critérios de inclusão e exclusão, os participantes serão recrutados e subdivididos em três grupos:

• pacientes com bvFTD, acompanhados prospectivamente por pelo menos 2 anos. Estes incluem portadores de bvFTD com expansão G4C2 no gene C9orf72 (melhor modelo das duas doenças porque tal expansão está amplamente associada ao desenvolvimento de psicose)
• Pacientes com TB que fazem parte de uma coorte de famílias multiafetadas (MAF) acompanhadas desde janeiro de 2017 na Unidade Operacional de Psiquiatria da Policlinico di Milano e que apresentam histórico familiar positivo de doenças neurodegenerativas.
• Indivíduos saudáveis ​​que foram submetidos a testes neurocognitivos iniciais que excluíram a presença de demência e doenças psiquiátricas.

Os investigadores coletarão amostras de sangue dos participantes, que serão processadas e analisadas. Mais especificamente, os exossomos totais serão isolados de 500 microlitros de plasma por solução de precipitação ExoQuick (SBI). O isolamento e a purificação das EQMs serão realizados pelo kit de purificação ExoFlow usando anticorpo CD171 anti-humano biotinilado (L1CAM) (clone 5G3, Ebiosciences). O RNA total contido nas EQMs será extraído pelo Total Exosome RNA e Protein Isolation Kit e análise de expressão de miRNA pelo TaqMan OpenArray Human Advanced MicroRNA Panel (Thermo Fisher Scientific). A análise de expressão de lncRNAs será conduzida por LincFinder Array e arrays inflamatórios e de autoimunidade (Qiagen).

Os participantes também passarão por uma sessão de neuroimagem, onde sessões de ressonância magnética estrutural e 1H-MRS serão realizadas usando um scanner de ressonância magnética 3T disponível na Unidade de Neurorradiologia. O 1H-MRS fornecerá avaliação sensível e confiável de alterações neuroquímicas em áreas específicas do cérebro. Os voxels de aquisição serão localizados no córtex pré-frontal dorso e ventrolateral (DLPFC/VLPFC), amígdala e hipocampo. Finalmente, uma varredura FDG-PET será realizada com um scanner Biograph Truepoint 64 PET/TC. Imagens ponderadas em T1 e FDG-PET serão usadas para explorar diferenças morfológicas/metabólicas cerebrais entre os grupos. Os volumes de substância cinzenta e substância branca serão estimados localmente e comparados entre grupos usando morfometria baseada em voxel. Uma comparação paralela de regiões de interesse (ROIs) será realizada para estimar volumes regionais usando o atlas Automated Anatomical Labeling (AAL) como referência, novamente focando no DLPFC/VLPFC, amígdala e hipocampo. Finalmente, uma análise regional adicional baseada no software Freesurfer permitirá aos investigadores estimar a espessura cortical, a área de superfície cortical e a girificação cortical das regiões do atlas Desikan-Killiany. Todas as análises de ressonância magnética e PET serão realizadas no contexto de um modelo linear geral usando uma implementação de software específica em MATLAB chamado Statistical Parametric Mapping (SPM).

Por fim, dados de neuroimagem e perfis de expressão de ncRNA serão utilizados como preditores na análise de ML. Dado o pequeno tamanho da amostra, inicialmente serão utilizados modelos lineares (por exemplo, Support Vector Machine). Posteriormente, para melhorar o poder preditivo de nossos modelos, os investigadores aplicarão o método ML denominado floresta aleatória, um algoritmo de classificação mais versátil e poderoso, e o algoritmo XGBoost (eXtreme Gradient Boosting). Para evitar overfitting do processo de aprendizagem, será realizada uma busca em "grade" de hiperparâmetros do modelo. Uma validação cruzada de 5 vezes será usada para validar os resultados, com uma divisão entre testes de treinamento de 80% -20%.