Quantitative EEG analysis disease during resting and memory task in carriers and non-carriers of PS-1 E280A mutation of familial Alzheimer's / Análisis del EEG cuantitativo durante tareas de memoria y reposo en portadores y no portadores de la mutación PS-1 E280A de la enfermedad de Alzheimer

ABSTRACT Background: Alzheimer's disease is the most leading cause of dementia in the world; the mutation PS-1 E280A alters the gene of the Presenilin-1 and causes an early onset familial Alzheimer's disease. This mutation has been found in large kindred of Antioquia, Colombia. The objective of this study was to find differences revealed by electroencephalogram between healthy subjects and asymptomatic carriers that can be used as clinical markers of the disease in this population. Methods: EEG was recorded in 15 asymptomatic E280A carriers and 15 healthy non carriers during resting and a memory task using 64 channels amplifier. Two conditions in the memory task were analyzed: encoding and retrieval, the process of recording and evocating information, respectively. Power spectrum was calculated in delta (0. 5-4. 0 Hz), theta (4. 0-8. 0 Hz), alpha-1 (8. 0-10. 0 Hz), alpha-2 (10. 0-13. 0 Hz), beta (13. 0-25. 0 Hz) and gamma (25. 0-50 Hz) frequency bands for four regions of interest. Changes were evaluated in different conditions by ANOVA analysis.. Results: In resting condition a significant decrease was found in theta (p=0. 0001) and an increase in alpha-2 frequencies (p=0.037) in carriers compare with controls. During encoding of the memory task theta was significantly lower in carriers compared with controls (p=0. 008) and comparing resting versus retrieval process for each group, there was more theta synchronization in carriers. Conclusions: Early changes in theta frequencies were observed in the EEG recordings, it could be use as clinical markers in this population. Also it seems carriers activate additional cortical regions in order to conserve successful cognitive functions before clinical impairment.

RESUMEN Introducción: la enfermedad de Alzheimer es la principal causa de demencia en el mundo; la mutación PS-1 E280A altera el gen presenilin-1 y causa una variante familiar de la enfermedad que se caracteriza por una aparición temprana. La mutación se ha descubierto en un grupo de familias de Antioquia, Colombia. El objetivo de este estudio fue encontrar diferencias, a partir de registros electroencefalográficos de personas portadores de la mutación en una etapa asintomática y sujetos sanos para evaluar si pueden ser utilizadas como un marcador temprano de la enfermedad en la población portadora de la mutación. Metodología: se realizaron registros EEG en 15 portadores asintomáticos de la mutación E280A y 15 personas sanas no portadoras durante una tarea de memoria y en reposo utilizando un amplificador de 64 canales. En la tarea de memoria se evaluaron dos condiciones: codificación y evocación; el proceso de memorizar y recuperar la información, respectivamente. La potencia espectral fue calculada en las bandas de frecuencia delta (0,5-4,0 Hz), teta (4,0-8,0 Hz), alfa-1 (8,0-10,0 Hz), alfa-2 (10,0-13,0 Hz), beta (13,0-25,0 Hz) y gamma (25,0-50 Hz) para cuatro regiones de interés. Los cambios del espectro fueron evaluados por análisis de varianza ANOVA. Resultados: bajo la condición de reposo se encontró una disminución importante en la potencia de la banda teta (p=0,0001) y un incremento en la banda alfa-2 (p=0,037) en portadores comparados con controles. Durante la tarea de codificación, los portadores mostraron una disminución significativa en la banda teta (p=0,008). Al comparar reposo contra memoria de evocación se encontró una mayor sincronización en teta en los portadores de la mutación. Conclusión: se encontraron cambios tempranos de la potencia en la banda teta que pueden ser utilizados como un marcador clínico de la enfermedad en esta población. Una hipótesis adicional basada en los resultados es que los portadores necesitan ...

Evaluación de la expresión de la proteína precursora de amiloide en células sanguíneas de pacientes con la mutación E280A en el gen de la presenilina 1 / Expression of amyloid precursor protein in peripheral blood cells of patients with the E280A mutation in the presenilin-1 gene

LA enfermedad de Alzheimer es un problema mundial de salud pública. El estudio de los mecanismos moleculares responsables de su aparición permitirá avances terapéuticos y en las técnicas para la evaluación de las personas afectadas y de las que están en riesgo de desarrollar la enfermedad. La mutación E280A en el gen de la Presenilina 1 (PS1) es responsable de una forma grave de la enfermedad de Alzheimer familiar. Con el fin de conocer su efecto sobre la Proteína Precursora de Amiloide (PPA), se cuantificó la producción de esta por células de sangre periférica (mononucleares y linfocitos B) de individuos portadores de dicha mutación. Se analizaron cultivos celulares (HeLa y CHO) como controles positivos, y sangre periférica procedente de portadores sanos de la mutación, de portadores afectados y de un grupo control sano, no portador. Todas las células (HeLa, CHO, mononucleares y linfocitos B) se analizaron por citometría de flujo para detectar la PPA en la membrana citoplasmática y en el espacio intracelular. Se halló un nivel mayor de expresión de esta proteína en el interior de las células que en la membrana celular. En células HeLa y CHO los niveles de expresión intracelular fueron muy variables mientras que en los mononucleares fueron uniformemente bajos. Otros trabajos han detectado niveles mayores de la proteína en los enfermos, pero nuestros resultados indican que no hay diferencia entre los controles sanos, los portadores sanos y los portadores enfermos, lo cual indica que la mutación E280A de la PS1 no ejerce un papel directo en la expresión de la PPA en células mononucleares de sangre periférica. AUT

Abstract Alzheimer's disease is a public health problem both in Colombia and worldwide. Study of the molecular mechanisms involved in this disease may allow the development of methods for evaluation and treatment of Alzheimer's disease patients and people at risk. Mutation E280A in the presenilin-1 gene leads to the development of an aggressive form of familial Alzheimer's disease. In order to define the role of such mutation on the expression of Amyloid Precursor Protein in peripheral blood mononuclear cells and B lymphocytes we carried out a study in three groups of people, namely: healthy carriers of the mutation, affected carriers and healthy non-carriers as controls. Flow cytometry was used for the detection of Amyloid Presursor Protein in cell membranes and intracellulary; HeLa and CHO cells were used as positive controls. Expression level of Amyloid Precursor Protein was higher in the intracellular compartment than in the cell membrane. The levels of expression in the intracellular compartment of HeLa and CHO cells were variable in contrast with those of peripheral blood mononuclear cells in which they were lower but stable. Contrariwise to the results of other authors, who have detected higher levels of Amyloid Precursor Protein in Alzheimer's disease patients, our results revealed no difference between healthy controls and carriers of the E280A mutation in the presenilin-1 gene, either diseased or healthy. Our results show that this mutation does not directly change the expression of Amyloid Precursor Protein in peripheral blood mononuclear cells