Муравьиная кислота в моче — потенциальный биомаркер болезни Альцгеймера

Болезнь Альцгемера (AD) — наиболее распространенная форма деменции, для которой характерны прогрессирующие когнитивные и поведенческие нарушения. Лечение AD имеет наибольший шанс на успех на ранних стадиях — при переходе от субъективных когнитивных изменений к умеренным когнитивным нарушениям (предеменции), до наступления необратимых изменений. Однако существующие методы либо не позволяют уверенно диагностировать заболевание на этих стадиях, либо слишком дороги и трудозатратны для проведения массового скрининга популяции. Группа ученых из Китая продемонстрировала потенциал анализа уровней муравьиной кислоты и формальдегида в моче для диагностики болезни Альцгеймера.

В последние годы ученые все больше внимания уделяют метаболизму формальдегида как фактору развития когнитивных нарушений. AD ассоциирован с патологическим накоплением внеклеточного β-амилоида, который способствует выработке формальдегида. Ранее уже было показано, что концентрация этого вещества выше в мозге у людей с AD. Муравьиная кислота — метаболический продукт формальдегида; ее содержание в моче можно использовать для оценки уровня метаболизма формальдегида.

В исследование вошли 574 пациента, которых разделили на группы в зависимости от уровня когнитивных нарушений: нет нарушений (NC), субъективные изменения (SCD), когнитивные нарушения без умеренных когнитивных нарушений (CINM) и с умеренными когнитивными нарушениями (MCI), болезнь Альцгеймера (AD). Ученые измеряли уровень формальдегида и муравьиной кислоты в моче пациентов. Не было обнаружено значимой корреляции данных параметров с возрастом.

Исследователи сравнили уровни муравьиной кислоты и формальдегида в моче у выделенных групп. Анализ показал, что у группы NC уровень муравьиной кислоты был значительно ниже, чем у групп с когнитивными нарушениями. При анализе уровня формальдегида значимые различия наблюдались только между группами AD и NC. В обоих случаях у группы CINM были более низкие уровни этих веществ в моче по сравнению с группами SCD, MCI и AD, однако значимых различий обнаружить не удалось. Уровни муравьиной кислоты и формальдегида в моче также негативно коррелировали с оценкой при прохождении тестов на когнитивные способности.

У 245 пациентов провели ПЭТ-сканирование для идентификации накопления β-амилоида (Aβ). В зависимости от присутствия амилоидных бляшек пациентов разделили на Aβ+ и Aβ- группы. Ученые обнаружили значительно большие уровни формальдегида у Aβ- NC-пациентов по сравнению с Aβ+ NC-группой. Значимых различий в других группах не наблюдалось.

Далее авторы изучили взаимосвязь содержания муравьиной кислоты и формальдегида в моче с наличием или отсутствием аллеля ε4 гена APOE, одного из основных факторов риска развития AD. Содержание формальдегида в моче было значимо выше в ε4+ NC-группе по сравнению с ε4- NC-группой. Значимых различий в других группах обнаружено не было.

Исследователи изучили диагностический потенциал уровня муравьиной кислоты и формальдегида в моче по сравнению с плазматическими биомаркерами AD при помощи кривых ROC. Исследование показало, что уровень муравьиной кислоты в моче имеет больший диагностический потенциал при дифференциации NC и AD групп, чем биомаркеры плазмы. Уровень формальдегида не является хорошим диагностическим параметром. Ученые также продемонстрировали, что комбинированное использование уровня муравьиной кислоты в моче и биомаркеров плазмы позволяет достичь более высокого диагностического потенциала при определении стадии заболевания, чем использование маркеров по отдельности.

Таким образом, ученые показали потенциал анализа уровня муравьиной кислоты в моче не только в качестве самостоятельного биомаркера развития болезни Альцгеймера, но и в комплексе с биомаркерами плазмы для более точного определения стадии заболевания.

Маркеры болезни Альцгеймера выявили с помощью машинного обучения