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

Resumo Técnico: Razão entre o Peptídeo Críptico HDGFL2 e a Cadeia Leve de Neurofilamento como Biomarcador Fluido para Disfunção de TDP-43

Problema
Os transtornos neurodegenerativos, especificamente a Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA) e a Demência Frontotemporal (DFT), carecem de biomarcadores fluídos específicos para diagnóstico e estratificação de pacientes, apesar de o fato de a proteinopatia da proteína TDP-43 ser uma marca patológica em 97% dos casos de ELA e aproximadamente 50% dos casos de DFT. Embora a cadeia leve de neurofilamento (NfL) sirva como um marcador geral de neurodegeneração, ela carece de especificidade para a patologia de TDP-43. Por outro lado, a perda de função da TDP-43 leva à inclusão aberrante de éxons crípticos (CEs) em transcritos de RNA, gerando novos peptídeos crípticos. Estudos anteriores identificaram o peptídeo críptico HDGFL2 como um potencial substituto para a disfunção de TDP-43, mas essas descobertas requerem validação em coortes independentes e avaliação quanto à sua sensibilidade, especificidade e utilidade quando combinadas com marcadores gerais de neurodegeneração.

Metodologia
Este estudo retrospectivo de centro único analisou amostras pareadas de líquido cefalorraquidiano (LCR) e plasma de 85 indivíduos no Hospital Universitário de Donostia (inscrição 2012–2024). A coorte incluiu:

• Controles (n=9): Indivíduos cognitivamente e motoramente assintomáticos com biomarcadores de LCR não sugestivos de neurodegeneração.
• ELA (n=29): Incluindo ELA esporádica e casos genéticos (TARDBP, ATP13A2 e ARPP21).
• DFT (n=33): DFT variante comportamental (bvFTD) sem causa genética e DFT genética (gFTD), incluindo mutações em PGRN, C9orf72, TBK1 e VCP.
• Doença de Parkinson (DP) (n=16): Portadores da mutação LRRK2 R1441G, servindo como um grupo de controle adicional com neurodegeneração, mas sem patologia de TDP-43.

Quantificação de Biomarcadores:

• Peptídeo Críptico HDGFL2: Medido utilizando um MSD ELISA customizado (ensaio de imunoensaio eletroquimioluminescente) visando o epítopo do peptídeo críptico. As amostras foram normalizadas para sinais apenas de diluente para determinar a detectabilidade (Limite de Detecção: 1,05 para LCR; 1,10 para plasma).
• NfL: Quantificada utilizando o kit R-PLEX Human Neurofilament L Assay Kit.
• Validação Patológica: A coloração de imunohistoquímica para TDP-43 foi realizada em tecido de medula espinhal pós-morte de um portador de ARPP21 para confirmar a proteinopatia de TDP-43.
• Análise Estatística: Testes não paramétricos (Kruskal-Wallis) foram utilizados para comparações entre grupos com correção de Benjamini-Hochberg. A acurácia diagnóstica foi avaliada usando curvas de Característica de Operação do Receptor (ROC) e Área Sob a Curva (AUC). A Taxa de Progressão da Doença (DPR) foi calculada para pacientes com ELA.

Resultos Principais

1. Detecção de HDGFL2: O peptídeo críptico HDGFL2 foi detectado no LCR de 37% dos casos de ELA, 29,4% de gFTD e 31,25% de bvFTD. Embora o aumento global na ELA em comparação aos controles não tenha atingido significância estatística (p=0,092), observou-se um aumento significativo especificamente em pacientes com ELA do sexo feminino (p=0,0191). Notavelmente, os sinais mais altos em pacientes com ELA do sexo feminino corresponderam a portadores de ARPP21, e a análise pós-morte confirmou agregados citosólicos de TDP-43 nestes pacientes. No plasma, o HDGFL2 foi raramente detectado (10–17% dos casos), apresentando uma concentração 6 a 7 vezes menor do que no LCR e baixa correlação entre os biofluidos.
2. Níveis de NfL: Os níveis de NfL estavam significativamente elevados no LCR de pacientes com ELA, bvFTD e gFTD em comparação aos controles. No plasma, a elevação significativa foi observada apenas em pacientes com ELA do sexo masculino. A NfL apresentou alta acurácia diagnóstica para ELA vs. controles (AUC=0,89), mas acurácia moderada para FTD vs. controles.
3. A Razão NfL:HDGFL2: A razão entre a NfL e o peptídeo críptico HDGFL2 no LCR demonstrou poder discriminatório superior ao de qualquer biomarcador isolado.
   • ELA vs. Controle: A razão alcançou uma AUC de 0,91 (92% de especificidade, 80% de sensibilidade), superando a NfL isoladamente.
   • FTD vs. Controle: A razão melhorou a discriminação (AUC=0,76, 100% de especificidade) em comparação com marcadores únicos.
   • Progressão da Doença: Enquanto a NfL isoladamente se correlacionou com a Taxa de Progressão da Doença (DPR) na ELA (p=0,0113), a razão NfL:HDGFL2 apresentou a correlação mais forte com a DPR (p=0,0026), sugerindo utilidade aprimorada para monitorar o curso clínico.
4. Especificidade: A razão estava significativamente elevada na ELA e gFTD (ligadas à TDP-43), mas não na bvFTD (um grupo heterogêneo frequentemente associado à patologia de Tau) ou nos controles com DP, apoiando sua especificidade para proteinopatias de TDP-43.

Significância e Alegações
Os autores alegam que este estudo valida o peptídeo críptico HDGFL2 como um biomarcador fluido para monitorar a perda de função da TDP-43, particularmente quando integrado com a NfL. A principal contribuição é a demonstração de que a razão entre a NfL e o peptídeo críptico HDGFL2 oferece uma estratégia de biomarcador duplo que aumenta a acurácia diagnóstica e a especificidade para proteinopatias de TDP-43 (ELA e certas FTDs genéticas) em comparação com marcadores únicos.

O artigo destaca que esta abordagem combinada:

• Melhora a discriminação entre casos positivos para TDP-43 (ELA, gFTD) e controles ou condições negativas para TDP-43.
• Fornece uma correlação mais forte com as taxas de progressão da doença na ELA do que a NfL isoladamente.
• Sugere que a patologia de TDP-43 pode se estender a outras causas genéticas (especificamente ARPP21) além da expansão bem conhecida de C9orf72.

Os autores mantêm um tom modesto, reconhecendo limitações como o pequeno tamanho da amostra, a natureza retrospectiva do grupo de controle e a exclusão de variantes de FTD-Tau e outras variantes de ELA não relacionadas à TDP-43. Eles concluem que, embora os achados sejam promissores, estudos longitudinais e multicêntricos são necessários para implementar plenamente esta estratégia de biomarcador combinada na prática clínica.