Stratified cohorts for biomarker assessment and trial readiness: TMEM175, SCARB2 and CTSB in Parkinson's disease

Resumen Técnico: Cohortes Estratificadas para la Evaluación de Biomarcadores y la Preparación de Ensayos en la Enfermedad de Parkinson

Planteamiento del Problema
La disfunción lisosómica es un mecanismo central en la patogénesis de la enfermedad de Parkinson (EP), establecida notablemente a través de las mutaciones en GBA1. Sin embargo, los estudios de asociación de genoma completo (GWAS) han identificado genes de riesgo adicionales relacionados con los lisosomas —TMEM175, SCARB2 y CTSB— cuyo impacto funcional en los perfiles de biomarcadores de los pacientes sigue siendo incierto. Aunque estos genes están implicados en las vías lisosómicas y han sido explorados como dianas terapéuticas en modelos experimentales, existe una falta de datos exhaustivos que vinculen sus variantes genéticas con los resultados clínicos, la actividad de siembra de $\alpha$-sinucleína, los niveles de proteínas lisosómicas y los perfiles de esfingolípidos en cohortes humanas con EP. Esta brecha dificulta la capacidad de estratificar a los pacientes para ensayos clínicos y de identificar biomarcadores para monitorizar el compromiso de la diana y la eficacia del tratamiento.

Metodología
El estudio empleó un diseño de descubrimiento-validación utilizando tres cohortes:

1. Cohorte de Descubrimiento: Un conjunto de datos alemán combinado (TUEPAC-DESCRIBE-PD) que comprende 2.629 pacientes con EP de la Universidad de Tubinga y varios centros alemanes del DZNE.
2. Cohorte de Validación: El conjunto de datos de la Alianza para la Aceleración de Medicamentos® para la Enfermedad de Parkinson (AMP-PD), que comprende 2.172 pacientes con EP.

Estratificación Genética:
Los pacientes fueron estratificados por el estado de mutación de GBA1 (PD$_{GBA1\_wildtype}$ y PD$_{GBA1}$) y por alelos de riesgo en tres genes lisosómicos:

• TMEM175: p.M393T (rs34311866) y p.Q65P (rs34884217).
• SCARB2: rs6812193 y rs6825004.
• CTSB: rs1293298.
  Se excluyeron los pacientes con mutaciones raras en LRRK2, Parkin, PINK1 y SNCA para reducir la confusión genética.

Evaluación de Biomarcadores:
El estudio evaluó un perfil de biomarcadores multidimensional:

• Clínico: Función motora (UPDRS-III), cognición (MoCA) y depresión (BDI-II).
• $\alpha$-Sinucleína: Actividad de siembra de $\alpha$-sinucleína en líquido cefalorraquídeo (LCR) mediante ensayo de amplificación de semillas (SAA).
• Proteínas Lisosómicas: Niveles en LCR de LIMP2 (SCARB2), Catepsina B (CTSB) y LAMP2.
• Actividad Enzimática: Actividad de la glucocerebrosidasa (GCase) en sangre.
• Esfingolipidómica: Niveles en LCR y plasma de glucosilceramidas (GlcCer), ceramidas (Cer), esfingomielina (SM) y metabolitos relacionados.

Análisis Estadístico:
Las asociaciones se evaluaron mediante regresión lineal y logística multivariable, ajustada por sexo, edad, duración de la enfermedad y estado de GBA1. Los análisis se realizaron tanto en la cohorte general de EP como en subgrupos estratificados por GBA1. Las pruebas múltiples se corrigieron mediante el método de Benjamini–Hochberg (BH) para controlar la tasa de falso descubrimiento (FDR).

Resultos Clave

• Resultados Clínicos: En la cohorte de descubrimiento, la variante de riesgo TMEM175 p.M393T se asoció nominalmente con una disminución de la función cognitiva (MoCA) al ajustar por el estado de GBA1, aunque esto no sobrevivió a la corrección por pruebas múltiples. No se encontraron asociaciones significativas entre las variantes estudiadas y las puntuaciones de UPDRS-III o BDI-II en ninguna de las cohortes.
• Siembra de $\alpha$-Sinucleína: Los portadores del alelo de riesgo TMEM175 p.Q65P mostraron una mayor proporción de actividad de siembra de $\alpha$-sinucleína positiva en comparación con los no portadores en la cohorte de descubrimiento (79% vs 95%, $P=0.053$), pero esto no alcanzó la significación estadística tras la corrección.
• Proteínas Lisosómicas:
  • CTSB: En la cohorte de descubrimiento, los portadores del alelo de riesgo CTSB rs1293298 presentaron nominalmente niveles más bajos de CTSB en LCR. Se observaron niveles de LAMP2 en LCR significativamente más bajos en los portadores del alelo de riesgo en comparación con los portadores del alelo protector en la cohorte general de EP y específicamente en el subgrupo PD$_{GBA1\_wildtype}$.
  • SCARB2: No se observaron diferencias significativas en los niveles de LIMP2 en LCR basadas en el genotipo de SCARB2.
• Actividad de GCase: En la cohorte de descubrimiento, los portadores del alelo de riesgo SCARB2 rs6812193 exhibieron una actividad de GCase significativamente menor en el subgrupo PD$_{GBA1\_wildtype}$ ($P=0.027$ tras la corrección), con una tendencia similar no significativa en la cohorte de validación. No se encontraron diferencias significativas para las variantes de TMEM175 con respecto a la actividad de GCase.
• Perfiles de Esfingolípidos:
  • Los portadores del alelo de riesgo TMEM175 p.M393T mostraron nominalmente niveles más bajos de productos derivados de la GCase (varias ceramidas) en LCR y niveles más altos de esfingomielina (SM) en plasma en comparación con los portadores del alelo protector.
  • Los portadores del alelo de riesgo SCARB2 rs6825004 mostraron nominalmente niveles más altos de GlcCer C24:0 en LCR.

Significancia y Afirmaciones
Los autores afirman que este estudio proporciona la primera integración de estas variantes genéticas lisosómicas específicas con un amplio espectro de biomarcadores clínicos y de fluidos en la EP. Los hallazgos demuestran que las variantes genéticas en TMEM175, SCARB2 y CTSB tienen un impacto funcional en los perfiles de biomarcadores, particularmente en relación con los niveles de proteínas lisosómicas, la actividad de GCase y el metabolismo de los esfingolípidos.

El artículo postula que la integración de la caracterización genética con el perfilado bioquímico ofrece un marco para la estratificación de pacientes. Específicamente, las asociaciones observadas sugieren que estos biomarcadores podrían servir como lecturas traslacionales para el compromiso de la diana y la eficacia del tratamiento en futuros ensayos clínicos dirigidos a las vías lisosómicas. Los autores enfatizan que, si bien algunas asociaciones fueron nominales y no sobrevivieron a la estricta corrección por pruebas múltiples, los datos respaldan la heterogeneidad biológica de la EP impulsada por la genética lisosómica y justifican una mayor investigación en cohortes independientes y estudios experimentales. El estudio concluye que estos hallazgos proporcionan datos de referencia exploratorios para apoyar el diseño de futuros ensayos centrados en la estratificación de pacientes y terapias dirigidas a la vía lisosómica.