Light Chain Neurofilament to HDGFL2 cryptic peptide ratio as a fluid biomarker to monitor TDP-43 dysfunction in ALS and FTD

Resumen Técnico: La relación entre el péptido críptico de la cadena ligera de neurofilamento y HDGFL2 como biomarcador fluido para la disfunción de TDP-43

Planteamiento del problema
Los trastornos neurodegenerativos, específicamente la Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA) y la Demencia Frontotemporal (DFT), carecen de biomarcadores fluidos específicos para el diagnóstico y la estratificación de pacientes, a pesar de que la proteinopatía de la proteína TDP-43 es un sello patológico en el 97% de los casos de ELA y aproximadamente en el 50% de los casos de DFT. Si bien la cadena ligera de neurofilamento (NfL) sirve como un marcador general de neurodegeneración, carece de especificidad para la patología de TDP-43. Por el contrario, la pérdida de función de TDP-43 conduce a la inclusión aberrante de exones crípticos (CE) en los transcritos de ARN, generando nuevos péptidos crípticos. Estudios previos han identificado el péptido críptico HDGFL2 como un potencial sustituto de la disfunción de TDP-43, pero estos hallazgos requieren validación en cohortes independientes y la evaluación de su sensibilidad, especificidad y utilidad cuando se combina con marcadores generales de neurodegeneración.

Metodología
Este estudio retrospectivo de centro único analizó muestras pareadas de líquido cefalorraquídeo (LCR) y plasma de 85 individuos en el Hospital Universitario Donostia (inscripción 2012–2024). La cohorte incluyó:

• Controles (n=9): Individuos cognitiva y motrizmente asintomáticos con biomarcadores de LCR no sugestivos de neurodegeneración.
• ELA (n=29): Incluyendo casos esporádicos y genéticos (variantes de TARDBP, ATP13A2 y ARPP21).
• DFT (n=33): DFT variante conductual (bvFTD) sin causa genética y DFT genética (gFTD) incluyendo mutaciones en PGRN, C9orf72, TBK1 y VCP.
• Enfermedad de Parkinson (EP) (n=16): Portadores de la mutación LRRK2 R1441G, que sirven como un grupo de control adicional con neurodegeneración pero sin patología de TDP-43.

Cuantificación de biomarcadores:

• Péptido críptico HDGFL2: Medido mediante un ELISA MSD personalizado (inmunoensayo de electroquimioluminiscencia) dirigido al epítopo del péptido críptico. Las muestras se normalizaron con señales de solo diluyente para determinar la detectabilidad (Límite de detección: 1.05 para LCR, 1.10 para plasma).
• NfL: Cuantificado mediante el kit de ensayo R-PLEX Human Neurofilament L.
• Validación patológica: Se realizó tinción de inmunohistoquímica para TDP-43 en tejido de médula espinal post-mortem de un portador de ARPP21 para confirmar la proteinopatía de TDP-43.
• Análisis estadístico: Se utilizaron pruebas no paramétricas (Kruskal-Wallis) para las comparaciones entre grupos con corrección de Benjamini-Hochberg. La precisión diagnóstica se evaluó mediante curvas ROC (Receiver Operating Characteristic) y el área bajo la curva (AUC). La Tasa de Progresión de la Enfermedad (DPR) se calculó para los pacientes con ELA.

Resultos clave

1. Detección de HDGFL2: El péptido críptico HDGFL2 se detectó en el LCR del 37% de los casos de ELA, 29.4% de gFTD y 31.25% de bvFTD. Aunque el aumento general en ELA en comparación con los controles no alcanzó la significación estadística (p=0.092), se observó un aumento significativo específicamente en pacientes con ELA de sexo femenino (p=0.0191). Notablemente, las señales más altas en pacientes con ELA femeninas correspondieron a portadores de ARPP21, y el análisis post-mortem confirmó agregados citosólicos de TDP-43 en estos pacientes. En plasma, el HDGFL2 se detectó raramente (10–17% de los casos), mostrando una concentración 6–7 veces menor que en el LCR y una pobre correlación entre biofluidos.
2. Niveles de NfL: Los niveles de NfL estaban significativamente elevados en el LCR de pacientes con ELA, bvFTD y gFTD en comparación con los controles. En plasma, la elevación significativa se observó solo en pacientes con ELA de sexo masculino. La NfL mostró una alta precisión diagnóstica para ELA vs. controles (AUC=0.89) pero una precisión moderada para DFT vs. controles.
3. La relación NfL:HDGFL2: La relación entre la NfL y el péptido críptico HDGFL2 en el LCR demostró un poder discriminatorio superior en comparación con cada biomarcador por separado.
   • ELA vs. Control: La relación alcanzó un AUC de 0.91 (92% de especificidad, 80% de sensibilidad), superando a la NfL sola.
   • DFT vs. Control: La relación mejoró la discriminación (AUC=0.76, 100% de especificidad) en comparación con los marcadores individuales.
   • Progresión de la enfermedad: Mientras que la NfL sola se correlacionó con la Tasa de Progresión de la Enfermedad (DPR) en ELA (p=0.0113), la relación NfL:HDGFL2 mostró la correlación más fuerte con la DPR (p=0.0026), lo que sugiere una utilidad mejorada para el monitoreo del curso clínico.
4. Especificidad: La relación estaba significativamente elevada en ELA y gFTD (vinculadas a TDP-43) pero no en bvFTD (un grupo heterogéneo a menudo asociado con patología de Tau) o controles con EP, lo que respalda su especificidad para las proteinopatías de TDP-43.

Significación y afirmaciones
Los autores afirman que este estudio valida el péptido críptico HDGFL2 como un biomarcador fluido para monitorear la pérdida de función de TDP-43, particularmente cuando se integra con la NfL. La contribución principal es la demostración de que la relación entre la NfL y el péptido críptico HDGFL2 ofrece una estrategia de doble biomarcador que mejora la precisión diagnóstica y la especificidad para las proteinopatías de TDP-43 (ELA y ciertas DFT genéticas) en comparación con los marcadores únicos.

El artículo destaca que este enfoque combinado:

• Mejora la discriminación entre casos positivos para TDP-43 (ELA, gFTD) y controles o condiciones negativas para TDP-43.
• Proporciona una correlación más fuerte con las tasas de progresión de la enfermedad en ELA que la NfL por sí sola.
• Sugiere que la patología de TDP-43 puede extenderse a otras causas genéticas (específicamente ARPP21) más allá de la expansión de C9orf72 bien conocida.

Los autores mantienen un tono modesto, reconociendo limitaciones como el pequeño tamaño de la muestra, la naturaleza retrospectiva del grupo de control y la exclusión de la DFT-Tau y otras variantes de ELA no relacionadas con TDP-43. Concluyen que, si bien los hallazgos son prometedores, son necesarios futuros estudios multicéntricos y longitudinales para implementar plenamente esta estrategia de biomarcadores combinados en la práctica clínica.