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

Resumo Técnico: Coortes Estratificadas para Avaliação de Biomarcadores e Prontidão para Ensaios Clínicos na Doença de Parkinson

Definição do Problema
A disfunção lisossômica é um mecanismo central na patogênese da doença de Parkinson (DP), estabelecida notavelmente através de mutações no gene GBA1. No entanto, estudos de associação de genoma completo (GWAS) identificaram genes de risco relacionados ao lisossomo adicionais — TMEM175, SCARB2 e CTSB — cujo impacto funcional nos perfis de biomarcadores dos pacientes permanece incerto. Embora esses genes estejam implicados em vias lisossomais e tenham sido explorados como alvos terapêuticos em modelos experimentais, há uma carência de dados abrangentes que liguem suas variantes genéticas a desfechos clínicos, atividade de sementes de $\alpha$-sinucleína, níveis de proteínas lisossomais e perfis de esfingolipídios em coortes humanas de DP. Essa lacuna dificulta a estratificação de pacientes para ensaios clínicos e a identificação de biomarcadores para monitorar o engajamento do alvo e a eficácia do tratamento.

Metodologia
O estudo empregou um design de descoberta-validação utilizando três coortes:

1. Coorte de Descoberta: Um conjunto de dados alemão combinado (TUEPAC-DESCRIBE-PD) compreendendo 2.629 pacientes com DP da Universidade de Tübingen e vários centros alemães do DZNE.
2. Coorte de Validação: O conjunto de dados Accelerating Medicines Partnership® Parkinson's Disease (AMP-PD), composto por 2.172 pacientes com DP.

Estratificação Genética:
Os pacientes foram estratificados pelo status de mutação GBA1 (PD$_{GBA1\_wildtype}$ e PD$_{GBA1}$) e por alelos de risco em três genes lisossomais:

• TMEM175: p.M393T (rs34311866) e p.Q65P (rs34884217).
• SCARB2: rs6812193 e rs6825004.
• CTSB: rs1293298.
  Pacientes com mutações raras em LRRK2, Parkin, PINK1 e SNCA foram excluídos para reduzir o confundimento genético.

Avaliação de Biomarcadores:
O estudo avaliou um perfil de biomarcadores multidimensional:

• Clínico: Função motora (UPDRS-III), cognição (MoCA) e depressão (BDI-II).
• $\alpha$-Sinucleína: Atividade de sementes de $\alpha$-sinucleína no líquido cefalorraquidiano (LCR) via ensaio de amplificação de sementes (SAA).
• Proteínas Lisossomais: Níveis no LCR de LIMP2 (SCARB2), Catepsina B (CTSB) e LAMP2.
• Atividade Enzimática: Atividade da enzima glucocerebrosidase (GCase) baseada em sangue.
• Esfingolipidômica: Níveis no LCR e plasma de glucosilceramidas (GlcCer), ceramidas (Cer), esfingomielina (SM) e metabólitos relacionados.

Análise Estatística:
As associações foram avaliadas por meio de regressão linear e logística multivariável, ajustadas para sexo, idade, duração da doença e status de GBA1. As análises foram conduzidas tanto na coorte geral de DP quanto em subgrupos estratificados por GBA1. Os testes múltiplos foram corrigidos usando o método Benjamini–Hochberg (BH) para controlar a taxa de falsa descoberta (FDR).

Principais Resultados

• Desfechos Clínicos: Na coorte de descoberta, a variante de risco TMEM175 p.M393T foi nominalmente associada à diminuição da função cognitiva (MoCA) quando ajustada para o status de GBA1, embora isso não tenha sobrevivido à correção de testes múltiplos. Nenhuma associação significativa foi encontrada entre as variantes estudadas e os escores de UPDRS-III ou BDI-II em nenhuma das coortes.
• Sementes de $\alpha$-Sinucleína: Portadores do alelo de risco TMEM175 p.Q65P mostraram uma proporção maior de atividade de sementes de $\alpha$-sinucleína positiva em comparação com não portadores na coorte de descoberta (79% vs 95%, $P=0,053$), mas isso não atingiu significância estatística após a correção.
• Proteínas Lisossomais:
  • CTSB: Na coorte de descoberta, portadores do alelo de risco CTSB rs1293298 apresentaram nominalmente níveis mais baixos de CTSB no LCR. Níveis significativamente mais baixos de LAMP2 no LCR foram observados em portadores do alelo de risco em comparação com portadores do alelo protetor na coorte geral de DP e especificamente no subgrupo PD$_{GBA1\_wildtype}$.
  • SCARB2: Não foram observadas diferenças significativas nos níveis de LIMP2 no LCR baseadas no genótipo de SCARB2.
• Atividade de GCase: Na coorte de descoberta, portadores do alelo de risco SCARB2 rs68121193 exibiram atividade de GCase significativamente menor no subgrupo PD$_{GBA1\_wildtype}$ ($P=0,027$ após correção), com uma tendência não significativa semelhante na coorte de validação. Nenhuma diferença significativa foi encontrada para as variantes de TMEM175 em relação à atividade de GCase.
• Perfis de Esfingolipídios:
  • Portadores do alelo de risco TMEM175 p.M393T mostraram nominalmente níveis mais baixos de produtos a jusante da GCase (diversas ceramidas) no LCR e níveis mais altos de esfingomielina (SM) no plasma em comparação com portadores do alelo protetor.
  • Portadores do alelo de risco SCARB2 rs6825004 mostraram nominalmente níveis mais altos de GlcCer C24:0 no LCR.

Significância e Alegações
Os autores afirmam que este estudo fornece a primeira integração dessas variantes genéticas lisossomais específicas com um amplo espectro de biomarcadores clínicos e fluídos na DP. Os achados demonstram que as variantes genéticas em TMEM175, SCARB2 e CTSB têm um impacto funcional nos perfis de biomarcadores, particularmente em relação aos níveis de proteínas lisossomais, atividade de GCase e metabolismo de esfingolipídios.

O artigo postula que a integração da caracterização genética com o perfil bioquímico oferece uma estrutura para a estratificação de pacientes. Especificamente, as associações observadas sugerem que esses biomarcadores poderiam servir como leituras translacionais para o engajamento do alvo e eficácia do tratamento em futuros ensaios clínicos focados em vias lisossomais. Os autores enfatizam que, embora algumas associações sejam nominais e não tenham sobrevivido à rigorosa correção de testes múltiplos, os dados sustentam a heterogeneidade biológica da DP impulsionada pela genética lisossomal e justificam investigações adicionais em coortes independentes e estudos experimentais. O estudo conclui que esses achados fornecem dados de referência exploratórios para apoiar o desenho de futuros ensaios focados em estratificação de pacientes e terapias direcionadas à via lisossomal.