Doença de Alzheimer de início precoce (DAIP): características neuropatológicas e variantes genéticas associadas / Early-onset Alzheimer's Disease (EOAD): neuropathological characteristics and associated genetic variants

RESUMO A doença neurodegenerativa mais comum no mundo é a doença de Alzheimer (DA), e 10% dos casos apresentam sintomas antes dos 65 anos, quase todos com associação genética, com hereditariedade autossômica dominante e penetrância entre 92 a 100% dos portadores. Na presente revisão, realizamos uma busca sobre as variantes genéticas associadas à doença de Alzheimer de início precoce (DAIP), enfatizando as características associadas mais importantes e as principais mutações já descritas. Os genes mais comumente relacionados com o surgimento da DAIP são APP, PSEN1, PSEN2 e MAPT, e mutações nestes afetam o metabolismo e a estrutura destas proteínas, resultando em acúmulos de peptídeo Aβ que causam inflamação e toxicidade no cérebro, levando à ativação da micróglia e promovendo a liberação de fatores neurotóxicos e pró-inflamatórios que aceleram a neurodegeneração. O gene PSEN1 é responsável por 70% das mutações conhecidas da DAIP, sendo a L166P associada à idade de ocorrência da doença abaixo dos 30 anos. Mutações em APP levam à agregação da proteína em placas neurodegenerativas. Todas as mutações descritas para MAPT estão associadas a um aumento dos emaranhados neurofibrilares. O polimorfismo E4 da Apolipoproteína E (APOE) influencia o aumento no risco de DAIP elevando as chances em três vezes para portadores heterozigotos e entre oito a dez vezes para os homozigotos. Apenas 5% das mutações associadas à DAIP são conhecidas, e novos estudos apresentam outros genes candidatos, bem como a importância de alterações epigenéticas na gênese desta doença.

SUMMARY The most common neurodegenerative disease in the world is Alzheimer's Disease (AD). Ten percent of Alzheimer patients experience symptoms before the age of 65, and almost all of them present genetic features of autosomal dominant inheritance nature, and penetrance of 92 to 100%. In the present review, we searched for genetic variants associated with early onset Alzheimer's disease (EOAD), emphasizing the most important characteristics and the main mutations. The genes most commonly related to the onset of EOAD are APP, PSEN1, PSEN2 and MAPT, whose mutations affect the metabolism and structure of these proteins. This process results in accumulations of Aβ peptide that leads to activation of the microglia and release of neurotoxic and pro-inflammatory factors that accelerate neurodegeneration. The PSEN1 gene is responsible for 70% of the known mutations in EOAD, while L166P is associated with below 30 years as the starting age of occurrence. APP mutations lead to protein aggregation in neurodegenerative plaques. All of the mutations described for MAPT are associated with an increase in neurofibrillary tangles. The E4 polymorphism of Apolipoprotein E (APOE) influences an increased risk of EOAD increasing up to three times the chances for heterozygous, and between eight and ten times for homozygotes carriers. Only 5% of the mutations associated with EOAD are known; new studies will show other candidate genes, as well as the importance of epigenetic factors changes in the etio-pathogenesis of this disease.

Descripción genotípica y fenotípica de la enfermedad de Alzheimer tardía y familiar precoz: revisión / Genotypic and phenotypic description of late-onset Alzheimer's disease and early onset familial Alzheimer's: Review / Descrição genotípica e fenotípica da doença de Alzheimer tardia e familiar precoce: revisão

La demencia es la pérdida de varias áreas del funcionamiento cognitivo respecto al nivel premórbido, con deterioro significativo en la funcionalidad. La más común es ocasionada por la enfermedad de Alzheimer, que se define como un trastorno neurodegenerativo que produce una alteración progresiva de la memoria y de otras habilidades mentales, por una pérdida de volumen en los lóbulos temporales, en especial en las áreas mediales como el hipocampo y la corteza entorrinal. Menos del 5% de los pacientes con esta enfermedad presenta formas hereditarias que pueden tener un inicio precoz (antes de los 65 años) o tardío (después de dicha edad). La EA precoz presenta un patrón de herencia autosómico dominante y puede ser causado por mutaciones en el gen de la proteína precursora de amiloide, en presenilina-1 o presenilina-2. Los casos de EA tardía, están influenciados por una genética compleja, con múltiples factores de susceptibilidad y el alelo ApoE4 es el principal y más reconocido. La EA es una enfermedad heterogénea tanto en su genotipo como en su fenotipo que varían en cuanto a intensidad y tipo de síntomas, edad de inicio y severidad de la demencia, de acuerdo con las mutaciones que el paciente presenta y su interacción con factores ambientales.

Dementia is known as the loss of multiple areas of cognitive function with respect to a premorbid condition, involving a significant deterioration in functionality. The most common subtype is Alzheimer's disease, which is defined as a neurodegenerative disorder that causes a progressive deterioration in memory and other mental capacities due to volume loss in temporal lobes, especially in mesial aspects, such as the hippocampus and the entorhinal cortex. Approximately 5% of patients affected by this disease have a hereditary form, with an early onset (before 65 years) or a late onset (after 65 years). Early onset Alzheimer's disease has a genetic autosomal dominant inheritance pattern, which can be caused by mutations in the gene encoding for the amyloid precursor protein, presenilin-1, or presenilin-2. In the cases of late onset Alzheimer's disease, there is a complex genetic influence, with multiple susceptibility factors, where the ApoE4 allele is the main and most recognized factor. Alzheimer's disease is a heterogeneous dementia, both in genotype and phenotype, varying in intensity and symptoms, age of onset, and severity of the disease, depending on the different mutations that a patient may have and the interactions with environmental factors.

A demência é a perda de várias áreas do funcionamento cognitivo com respeito ao nível pré-mórbido, com deterioro significativo na funcionalidade. A mais comum é ocasionada pela doença de Alzheimer, que se define como um transtorno neurodegenerativo que produz uma alteração progressiva da memória e de outras habilidades mentais, por uma perda de volume nos lóbulos temporais, em especial nas áreas mediais como o hipocampo e o córtex entorrinal. Menos de 5% dos pacientes com esta doença apresenta formas hereditárias que podem ter um início precoce (antes dos 65 anos) ou tardio (depois de dita idade). A D.A. precoce apresenta um padrão de herança autossômico dominante e pode ser causado por mutações no gene da proteína precursora de amiloide, em presenilina-1 ou presenilina-2. Os casos de D.A. tardia, estão influenciados por uma genética complexa, com múltiplos fatores de susceptibilidade e o alelo ApoE4 é o principal e mais reconhecido. A D.A. é uma doença heterogénea tanto em seu genótipo como em seu fenótipo que variam em quanto a intensidade e tipo de sintomas, idade de inicio e severidade da demência, de acordo com as mutações que o paciente apresenta e sua interação com fatores ambientais.

Perfil clínico y cognitivo de la atrofia cortical posterior y sus diferencias con la enfermedad de Alzheimer esporádica tardía y familiar precoz / Clinical and cognitive profile of posterior cortical atrophy and its differences with late sporadic and early familial Alzheimer's disease

Introducción. La atrofia cortical posterior (ACP) es una demencia focal que se manifiesta al inicio con trastornos cognitivos posteriores, principalmente alteración visuoperceptual por el daño en la corteza occipitoparietal, lo que permite en la clínica diferenciarla de la enfermedad de Alzheimer (EA). Objetivos. Analizar y comparar el rendimiento cognitivo de pacientes con ACP y con EA. Materiales y métodos. La muestra estuvo formada por los siguientes grupos: cuatro pacientes con ACP, siete con EA familiar precoz, nueve con EA esporádica tardía y cuatro controles sanos. A cada participante se le aplicó un protocolo de evaluación neuropsicológica para valorar procesos cognitivos y funcionalidad. La comparación entre grupos se realizó utilizando la prueba no paramétrica U de Mann-Whitney. Resultados. Los pacientes con ACP obtuvieron puntuaciones significativamente inferiores en praxias constructivas e ideacionales, lectura, cálculo y visuopercepción, respecto a ambos grupos de EA. Por el contrario, en memoria verbal, fluidez semántica y función ejecutiva, el grupo con ACP presentó mejor desempeño. Conclusión. Al inicio del proceso neurodegenerativo la clínica de la ACP se diferencia de la de EA. La ACP es una demencia con características sintomatológicas propias y no sólo una variante de la EA, aunque ambas compartan el mismo sustrato histopatológico.

Introduction. Posterior cortical atrophy (PCA) is a focal dementia manifested by posterior cognitive disorders, initially visuoperceptual alterations due to damage in occipito-parietal cortex, which permits PCA to be clinicallydifferentiated of Alzheimer's Disease (AD). Objetive. To analize and to compare cognitive performance of patients with PCA and with AD. Materials and methods. Sample was conformed by the following groups: four patients with PCA, seven with early familial AD, nine with late sporadic AD and four healthy controls. A neuropsychological examination battery was administrated to each participant in order to assess cognitive processes and functionality. Between-groups comparisons were made by using U Mann-Whitney non parametric test.Results. Patients with PCA had significantly lower scores in constructional and ideational praxias, reading, calculation andvisuoperception, compared to both AD groups. In contrast, PCA group showed better performance in verbal memory,semantic fluency and executive function.Conclusion. At the beginning of neurodegenerative process, PCA symptomatology is clearly different of that presented in AD. PCA is a dementia with particular symptomatic characteristics and not only a variant of AD, even if both share the same hystopathological substrate.

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