Identificação de biomarcadores de neuroinflamação e neuroimagem por meio de técnicas de inteligência artificial baseadas em dados para desvendar a heterogeneidade de indivíduos idosos em risco de demência e para melhor informar estratégias de prevenção

O recrutamento envolverá 35 MCI na coorte de treinamento, 35 MCI na coorte de placebo e 75 indivíduos com SCD.

Avaliação cognitiva: Uma bateria abrangente de testes neuropsicológicos avaliará o desempenho nos domínios da memória, atenção e funções executivas. Para todos os sujeitos com MCI, a mesma avaliação cognitiva será realizada no início do estudo (T0), após 7 meses (T7) e após 14 meses (T14). Os sujeitos com SCD realizarão a avaliação cognitiva em T0, T7, T14 e após 28 meses (T28), dependendo do braço atribuído.

Avaliação instrumental: para todos os indivíduos com MCI, a avaliação instrumental, varreduras cerebrais de RM (ponderadas em T1 e pCASL), serão realizadas em T0 e em T7. 35 sujeitos com DF serão submetidos à avaliação instrumental em T0 e em T28.

Amostras de sangue: Amostras de sangue para isolamento de células mononucleares do sangue periférico (PBMC) serão retiradas de todos os indivíduos com MCI e SCD, no início do estudo. Para todos os pacientes com MCI, amostras de sangue serão coletadas também em T7 e T14, para indivíduos com DF também em T28. Os mediadores celulares serão avaliados por análise de citometria de fluxo de monócitos/macrófagos, células T (CD3/CD4/CD8) e células T reguladoras (CD4+CD25+IL7Rlo). Soro/plasma será preparado e armazenado para determinação de mediadores imunológicos solúveis de inflamação. Serão realizadas determinações de ELISA para IFNgama, IL12, TNFalfa, IL-6, CCL2 e BDNF.

Intervenção: Após a avaliação inicial, o grupo de treinamento MCI e SCD receberá um treinamento multidomínio de 7 meses, incluindo exercícios cognitivos, físicos e musicoterapia; enquanto o MCI-sem treinamento e o SCD sem treinamento serão seguidos em sua história natural. De acordo com o protocolo TtB (Train the Brain Consortium, 2017), os indivíduos inscritos serão atribuídos a turmas mistas de no máximo 10 disciplinas cada e receberão 2 sessões de treinamento cognitivo supervisionado de 60 minutos por dia, 3 vezes por semana, e uma de 60 minutos de atividade física aeróbica supervisionada por dia, 3 vezes por semana durante 7 meses. O programa de treino cognitivo será baseado em 8 ciclos compostos por 18 sessões de exercícios e atividades que visam estimular múltiplas funções cognitivas. Cada ciclo terá a duração de 3 semanas, após as quais serão reiniciadas sessões de estimulação cognitiva do mesmo tipo, com exercícios e atividades de maior complexidade. Cada ciclo será estruturado em sessões destinadas a estimular domínios cognitivos específicos e em sessões focadas em atividades multimodais. O treinamento físico incluirá exercícios aeróbicos em cicloergômetro, cuja duração será aumentada gradativamente de 10 a 20 minutos seguidos de exercícios direcionados à melhoria da força muscular, função física, controle neuromuscular e flexibilidade.

Os grupos de treinamento MCI e sem treinamento MCI serão comparados em T7 em termos de desempenho cognitivo, FSC, atrofia da substância cinzenta e marcadores inflamatórios. Uma comparação adicional em termos de integridade cognitiva e marcadores inflamatórios será realizada em T14. Os grupos de treinamento SCD e sem treinamento SCD serão comparados em T7 em termos de desempenho cognitivo e marcadores inflamatórios. Uma comparação adicional em termos de integridade cognitiva e marcadores inflamatórios será realizada em T14.

As aquisições de RM realizadas em indivíduos com MCI e SCD no início do estudo (ponderadas em T1 e pCASL) serão processadas para obter medições em volumes de estrutura cerebral e FSC. Nessas medidas, uma técnica de agrupamento de consenso será aplicada a fim de identificar subgrupos homogêneos de padrões anatômicos e de FSC na coorte de MCI e SCD.

Primeiro, as coortes de MCI e SCD serão tratadas separadamente para detectar subgrupos das diferentes categorias clínicas.

Em segundo lugar, as coortes de MCI e SCD serão tratadas em conjunto para detectar potencial afinidade de neuroimagem em indivíduos que apresentam diferentes deficiências cognitivas.

Após a primeira avaliação com abordagem de agrupamento de consenso, novas técnicas de agrupamento, como métodos de agrupamento baseados em redes neurais profundas (Xie et al. 2016), serão exploradas.

A robustez das metodologias de agrupamento de dados de neuroimagem será testada por uma abordagem de validação cruzada e pelo enriquecimento da amostra com dados anatômicos e de perfusão disponíveis publicamente graças ao consórcio ADNI (no momento, cerca de 160 dados anatômicos e de CBF estão disponíveis para uma coorte de MCI e sujeitos SCD).