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Facultad de Ciencias de la Salud Osasun Zientzien Fakultatea Trabajo Fin de Grado Grado en Psicología La epigenética como herramienta para el diagnóstico precoz de Enfermedad de Alzheimer (EA) Silvia Guillorme Virto Director Óscar Teijido Hermida Pamplona Mayo, 2023 2 Resumen Antecedentes: La Enfermedad de Alzheimer (EA) es un trastorno neurodegenerativo con un patrón de afectación creciente, especialmente en población mayor de 65 años. El diagnóstico clínico de la enfermedad es tardío, lo que dificulta su tratamiento. Los avances en el campo de la epigenética pueden favorecer el establecimiento de un diagnóstico precoz de la enfermedad. Objetivos: Conocer y analizar los principales procesos epigenéticos vinculados a la EA, así como la influencia del psicólogo en el proceso de gestión emocional asociado. Metodología: Se realizó una revisión de 18 artículos publicados entre 2015 y 2023 en diferentes bases de datos. Resultados: Diversas investigaciones describen ciertos patrones de alteraciones epigenéticas en muestras de cerebro y tejidos surrogados de pacientes con EA, que no se encuentran en individuos sanos. Dichas alteraciones se relacionan con algunos de los mecanismos patológicos característicos de esta enfermedad, tales como neurodegeneración, neurotoxicidad o neuroinflamación; de manera que pueden consolidarse como biomarcadores epigenéticos para la detección de EA. Conclusiones: El estudio de los mecanismos epigenéticos asociados a la EA ha permitido el desarrollo de biomarcadores significativos para la detección precoz de dicha enfermedad, especialmente los replicados en muestras cerebrales y sanguíneas. Una mayor accesibilidad a dichos marcadores ha generado la proliferación de procesos de detección de riesgo de la patología, haciendo evidente, a su vez, el beneficio de acompañamiento psicológico a lo largo de todo el proceso. Palabras clave: Enfermedad de Alzheimer (EA); Detección Precoz; Epigenética; Apoyo Psicológico; Psicoeducación. Número de palabras: 9994 3 Abstract Background: Alzheimer’s disease (AD) is a neurodegenerative disorder with a gradually increasing impact, especially in population over 65 years old. Late clinical diagnosis of this disease hinders the treatment strategies. The progress in the field of epigenetics may improve the early diagnosis of the disease. Objectives: To learn and analyze the main epigenetic processes linked to AD, as well as the influence of the psychologist in the associated emotional management process. Methods: a review of 18 articles published between 2015 and 2023 was carried out. Results: Several research manuscripts describe certain patterns of epigenetic alterations in brain and surrogated tissues of AD patients, but not in healthy individuals. Most of these alterations link with some of the characteristic pathological mechanisms of this disease, such as neurodegeneration, neurotoxicity or neuroinflammation: Therefore, they may be considered as epigenetic biomarkers for early detection of AD. Conclusions: The study of the epigenetic mechanisms associated with AD has allowed the development of significant biomarkers for the early detection of this disease, especially those replicated in brain an blood samples. Increased accessibility to these markers has led the proliferation of pathology risk detection processes, highlighting, in turn, the evident the benefit of psychological support throughout the entire process. Key words: Alzheimer’s disease (DA); Early Detection; Epigenetics; Psychological Support; Psychoeducation. Words count: 9994 4 ÍNDICE DE CONTENIDOS Introducción .......................................................................................................................... 6 Objetivos............................................................................................................................. 16 Materiales y métodos .......................................................................................................... 17 Resultados ........................................................................................................................... 19 Biomarcadores epigenéticos de inicio y progresión de la Enfermedad de Alzheimer 20 Metilación de ADN ................................................................................................. 23 Modificaciones de histonas ...................................................................................... 27 ANRs no codificantes .............................................................................................. 28 Discusión ............................................................................................................................ 29 Conclusiones ....................................................................................................................... 41 Referencias ......................................................................................................................... 43 5 ÍNDICE DE TABLAS Y FIGURAS Tabla 1. Criterios de inclusión y exclusión. ......................................................................... 17 Tabla 2. Características de los artículos consultados ............................................................ 20 Figura 1. Diagrama de flujo. ................................................................................................ 19 Figura 2. Prinicpales mecanismos epigenéticos asociados con la Enfermedad de Alzheimer.23 6 Introducción La Enfermedad de Alzheimer (EA) es una enfermedad neurodegenerativa, compleja y progresiva, que provoca daño y/o muerte neuronal. Esta patología se caracteriza por problemas de memoria, pensamiento y lenguaje, junto con otras manifestaciones sintomáticas que generan dificultades para la realización de actividades, incluidas las de la vida cotidiana (Alzheimer’s Dement, 2021). A lo largo de los últimos años, la tasa de población mayor muestra una tendencia creciente; concretamente, según datos publicados por el Centro para el Control de Enfermedades, se estima que entre los años 2000 y 2050 se va a producir un aumento de alrededor de 1 billón de personas mayores de 65 años. Es por ello que las enfermedades asociadas a la edad, entre ellas la EA, pueden convertirse en una problemática a nivel mundial (Robinson et al., 2017). Actualmente la EA es la principal causa tanto de deterioro cognitivo como de demencia en la población mayor de 65 años a nivel mundial (Atri, 2019). En 2017, la cifra de personas afectadas por demencia, la mayoría de ellas a causa de esta enfermedad, era aproximadamente de 36,5 millones, lo que supone entre el 3% y 4% de la población adulta en periodo de jubilación (Tahami et al., 2022). Sin embargo, se espera que la cifra de afectados por EA aumente de entre 5 a 7 millones de nuevos casos por año (Robinson et al., 2017). A pesar de ello, el diagnóstico de la EA es algo complejo, por lo que se encuentra infradiagnosticada; se estima que más de la mitad de las personas que desarrollan esta enfermedad pueden no llegar a ser diagnosticadas nunca (Alzheimer’s Dement, 2021; Tahami et al., 2022). Respecto a la mortalidad de la EA, una investigación llevada a cabo por Niu et al. (2017; citado en Tahami et al., 2022), evidenció que la tasa de fallecimientos asociada a esta 7 enfermedad en pacientes diagnosticados de más de 50 años en Europa ha aumentado más del doble entre el periodo de 1994 hasta 2013. De hecho, la esperanza de vida en las personas diagnosticadas con EA se considera en, aproximadamente, 7 años desde la presentación de deterioro cognitivo (Price et al., 2017). A pesar de que todavía se desconoce a ciencia cierta el mecanismo exacto causante de la muerte neuronal en personas con EA, existenalgunas teorías que intentan explicar el proceso subyacente. Entre ellas, la más estudiada es la hipótesis de la cascada de amiloide, que defiende que el daño sináptico está causado por una alteración en la escisión de la proteína precursora del amiloide (APP). Este fenómeno convierte dichas proteínas en insolubles, lo que genera su acumulación y el depósito anormal de placas extracelulares de proteína β-amiloide, interfiriendo en la sinapsis. A su vez, este proceso genera la desestabilización de los microtúbulos del citoesqueleto, que conlleva la formación de agregados intracelulares de ovillos neurofibrilares (NFT), compuestos por proteína Tau insoluble, que dificultan el adecuado transporte de nutrientes u otras sustancias esenciales para el funcionamiento y supervivencia de las neuronas (Alzheimer’s Dement, 2021; Navarro et al., 2015; Tiwari et al., 2019). La formación de placas de proteína β-amiloide comienza en las regiones de la corteza basal, orbitofrontal y temporal. Posteriormente, continúa afectando a áreas como la neocorteza, el hipocampo, la amígdala, el diencéfalo o los ganglios basales (Tiwari et al., 2019). A este proceso le sigue el recubrimiento de microglía alrededor de dichas placas, cuya función es la eliminación de proteínas tóxicas. Sin embargo, cuando la acumulación de proteínas es tan alta que la microglía es incapaz de eliminarlas, se produce una respuesta de inflamación, junto con atrofia causada por la disminución del volumen cerebral a consecuencia de la muerte neuronal (Alzheimer’s Dement, 2021; Tiwari et al., 2019). 8 La causa del incorrecto procesamiento de dichas proteínas puede tener un origen externo, puede estar determinada por mutaciones genéticas, o inducida por el proceso de envejecimiento (Tiwari et al., 2019). De entre todos los factores de riesgo que contribuyen al aumento de las probabilidades de sufrir EA, el más significativo es la edad; se ha concluido que la probabilidad de sufrir EA se duplica cada 5 años, a partir de los 65. Además, otros factores reveladores a considerar serían el trauma craneal, el estilo de vida, o factores de riesgo vascular. En contraposición, la reserva cognitiva se muestra como un factor protector ante el desarrollo de esta enfermedad (Navarro et al., 2015). Por otro lado, el síndrome de Down constituye un factor de riesgo que incrementa la probabilidad de desarrollo de esta patología. En la mayoría de los casos, este síndrome se caracteriza por la posesión de 3 copias del cromosoma 21. En dicho cromosoma se encuentra, entre otros, el gen que codifica la producción de APP. De esta manera, la copia extra de cromosoma 21, y, por tanto, del gen, incrementa la producción de proteína β-amiloide en el cerebro (Alzheimer’s Dement, 2021). Sin embargo, estudios recientes apuntan que la base de la patogenia de la EA puede ser un bajo nivel de péptido Aβ42, y no la acumulación de placas extracelulares de proteína β-amiloide. De esta manera, la toxicidad que se produce en esta patología estaría provocada por la presencia de niveles bajos de péptido Aβ42, y no por la acumulación de proteínas insolubles en forma de placas. Así, el nivel de dicho péptido podría consolidarse como un buen predictor en el desarrollo de la patología, siendo un alto nivel del mismo un factor protector en el pronóstico de la EA (Sturchio et al., 2022). Por tanto, los mecanismos subyacentes al desarrollo de esta enfermedad todavía no son concluyentes, de modo que es necesaria más investigación al respecto, con el objetivo de poder detectar y tratar la patología de una manera mucho más eficaz. 9 En lo que respecta a las manifestaciones y síntomas característicos de la EA, son ampliamente heterogéneos, ya que dependen, en gran medida, del grado de daño neuronal causado por la patología (Alireza, 2019; Alzheimer’s Association, 2018). Años antes de recibir el diagnóstico pueden aparecer algunas manifestaciones, tales como cambios en el estado de ánimo, ansiedad o problemas de sueño, que pueden ser causadas por la patología incipiente, y que se mantienen a lo largo de las siguientes etapas (Alireza, 2019). En estadios tempranos de la enfermedad, los cambios acontecidos son leves, aunque significativos en relación a las capacidades cognitivas, funcionales y de conducta (Alireza, 2019). En este momento, resulta difícil distinguir dichas manifestaciones de aquellas propias del proceso normativo de envejecimiento. Además, las personas con EA en etapa temprana suelen ser independientes en la mayoría de esferas de su vida, llegando a necesitar ayuda para realizar algunas actividades más complejas, lo que dificulta dicha distinción (Alzheimer’s Association, 2018). Posteriormente, a medida que avanza la enfermedad, comienza la etapa intermedia, que suele ser la más larga en cuanto a duración. Se caracteriza por ciertas dificultades para la realización de las actividades de la vida diaria, y cursa con cuadros de desorientación o confusión, agresión o agitación, cambios en la personalidad y alteración en la capacidad de juicio (Alireza, 2019; Alzheimer’s Association, 2018). Finalmente, en la etapa más severa, las personas afectadas requieren ayuda para poder realizar actividades instrumentales y la capacidad de comunicación verbal se encuentra gravemente alterada. Asimismo, esta fase cursa con severas dificultades de movimiento y síntomas neuropsiquiátricos, tales como delirios y alucinaciones (Alireza, 2019; Alzheimer’s Association, 2018). 10 Actualmente, el diagnóstico de la EA sigue siendo un desafío para los profesionales debido, en parte, a que es una patología que comienza alrededor de 20 años antes de la aparición de síntomas; por tanto, existe una fase preclínica, en la que se producen cambios cerebrales, pero no conllevan ningún tipo de sintomatología, de manera que resultan imperceptibles tanto para la persona afectada, como para su entorno (Alzheimer’s Dement, 2021). A pesar de ello, los cambios acontecidos en esta fase pueden ser detectados mediante biomarcadores. Algunos son los obtenidos mediante imágenes de tomografía por emisión de positrones (PET), imágenes por resonancia magnética (IRM), análisis del líquido cefalorraquídeo (LCR) y de sangre, lo que permite detectar los procesos de deterioro relacionados con la acumulación de proteína β-amiloide y tau, procesos de neurodegeneración, disfunción sináptica y/o activación de las glías (Di Meco y Vassar, 2021). Sin embargo, resulta complicado conseguir un diagnóstico precoz debido a que no se suelen realizar las pruebas necesarias, al no presentar la persona signos ni síntomas que indiquen la existencia de la patología. De esta manera, se reducen notablemente las posibilidades de intervenir de manera temprana, y, en consecuencia, las de revertir los procesos patológicos que han tenido lugar en la fase preclínica (Alzheimer’s Dement, 2021). Además, otro de los principales problemas en la detección precoz de esta enfermedad es, a diferencia de otras patologías, la inexistencia de un proceso o guía estandarizada para poder detectarlo, así como una falta de consenso acerca de las herramientas a utilizar en el proceso, especialmente en la fase temprana de la enfermedad (Cid y Loewenstein, 2022; de Levante, 2022). Si bien es cierto que existen diferentes pruebas cognitivas dirigidas a la detección precoz de la EA, entre ellas el Mini-Mental State Exam (MMSE), Alzheimer’s Disease Assessment Scale (Cognitive Subscale) (ADAS-COG) o Memory Impairment Screen 11 (MIS), no son muy sensibles en periodos asintomáticos, por lo que actualmente no son muy útiles en la detección precoz de esta enfermedad (Lanfranco et al., 2012). Este aspecto, sumado a la dificultad de realizar un correcto diagnóstico debido a la similitud sintomatológica que presenta con otras afecciones, especialmente con la demencia mixta, dificultael proceso de actuación en etapas tempranas y la posibilidad de realizar una intervención eficaz (Navarro et al., 2015). Actualmente, los avances acontecidos en el campo de la neuroimagen y su utilidad en la práctica clínica prometen resultados exitosos en la detección precoz de la EA. Sin embargo, todavía existen limitaciones en lo que respecta al coste, invasividad o especificidad en la detección de la enfermedad en etapa preclínica (Cid y Loewenstein, 2022; Di Meco y Vassar, 2021). Adicionalmente, a pesar de que el desarrollo actual de la epigenética puede generar grandes beneficios en el desarrollo de tratamientos para la EA, dada la reversibilidad de estos cambios, los resultados todavía no son completamente satisfactorios (Xiao et al., 2020). Por ello, estos son dos de los principales focos de investigación actuales. Por otro lado, dado que la causa del incorrecto procesamiento de la APP en la EA, tal y como se ha mencionado anteriormente, puede tener un origen externo o interno, puede estar determinada por mutaciones genéticas, o inducida por el proceso de envejecimiento, el análisis de la carga genética es uno de los puntos centrales en la revisión de posibles causas y/o factores de riesgo de dicha patología. (Tiwari et al., 2019). La EA se puede manifestar por herencia autosómica familiar. Constituye la variante menos común (representa menos del 1% de los casos), y en la mayoría de ocasiones, su inicio es temprano (antes de los 65 años) (Alireza, 2019). Esta categoría de EA suele asociarse a variaciones patogénicas en los genes de la Presenilina 1 (PSEN1) y Presenilina 2 (PSEN2), que median el proceso de escisión de la APP y parecen estar asociados con un aumento en el 12 riesgo de desarrollo de esta enfermedad. Sin embargo, es un proceso complejo en el que intervienen múltiples factores, tanto internos como externos, y modificables o no modificables (Alireza, 2019; Bottero y Potashkin, 2019; Robinson et al., 2017). La manera más común de inicio y desarrollo de la EA es de manera esporádica y de inicio tardío. Uno de los genes más estudiados por su implicación en este proceso es el APOE, que codifica la Alipoproteína E, una proteína que interviene en el metabolismo y transporte de lipoproteínas, vitaminas liposolubles y colesterol al sistema linfático y a la sangre (Alzheimer’s Dement, 2021). El gen APOE presenta tres alelos principales: APOE2, APOE3 y APOE4. El alelo APOE4 se considera como uno de los mayores factores de riesgo genético para el desarrollo de la EA (Alzheimer’s Dement, 2021; Navarro et al., 2015). Una de las principales hipótesis del riesgo asociado al APOE se relaciona con que los individuos portadores del alelo *4 (especialmente en homocigosis) generan una proteína APOE deficiente, de manera que no consigue eliminar el exceso de proteína β-amiloide (Navarro et al., 2015; Teijido y Cacabelos, 2016), generando una deposición acelerada de esta proteína, así como un inicio precoz del desarrollo de la enfermedad (Alireza, 2019; Robinson et al., 2017). Sin embargo, a pesar del alto riesgo asociado al alelo APOE*4 para el desarrollo de la EA, no todos los individuos que portan este alelo manifiestan la enfermedad, y muchos individuos que sí la manifiestan no presentan dicho alelo, por lo que su presencia no debe ser considerada un factor determinante en el desarrollo de esta patología (Alzheimer’s Dement, 2021). De hecho, el alelo APOE*4 parece funcionar como modulador, es decir, podría agravar el desarrollo de la patología en individuos que ya porten otra mutación en alguno de los genes mencionados anteriormente (Pan et al., 2021). No obstante, a pesar de que se han encontrado mutaciones en ciertos genes que pueden estar asociadas con el desarrollo de la EA, entre las que destacan las acontecidas en 13 los genes previamente citados, estas no llegan a explicar ni el 1% de los casos de la enfermedad (Alzheimer’s Association, 2018). Por ello, en los últimos años han surgido nuevos enfoques de investigación en torno a la EA. Entre ellos, la epigenética se ha consolidado como uno de los campos emergentes más significativos; que, entre otros avances, permite establecer nuevos biomarcadores fiables, que pueden consolidarse como buenas herramientas para la detección temprana de la patología y la mejora en el tratamiento (Teijido y Cacabelos, 2016). La epigenética se basa en el estudio de aquellos cambios reversibles en la expresión de los genes, que no modifican la secuencia de ADN, sino que actúan mediante la modificación bioquímica o estructural de la cromatina. Por tanto, no se producen cambios en la información contenida en el genoma, sino diferentes fenotipos en respuesta al proceso de modulación de la expresión génica (Jouve, 2020; Tecalco-Cruz et al., 2021). Los mecanismos epigenéticos están dirigidos a dar respuesta y actuar en consonancia a las necesidades del organismo, y pueden estar influidos por factores tanto biológicos como ambientales. Dado que juegan un papel importante en la regulación de los procesos fisiológicos y que, de forma regulada o no, pueden darse en cualquier tipo de célula, influyen en el desarrollo de algunas enfermedades, entre ellas las neurodegenerativas (Cacabelos y Teijido, 2018; Jouve, 2020; Tecalco-Cruz et al., 2021). Las enfermedades neurodegenerativas, como la EA, al igual que en otras enfermedades complejas como el cáncer, suelen desarrollarse por una combinación de factores genéticos y ambientales (Di Meco y Vassar, 2021). En el caso de la EA, además de los mecanismos genéticos previamente descritos, está mediada por procesos epigenéticos que no alteran la información genética, sino su forma de expresión (Xiao et al., 2020). Por ello, el conocimiento de dichos procesos puede mejorar la detección y tratamiento de la enfermedad. 14 Estos mecanismos realizan su acción mediante la modificación del grado de accesibilidad de los factores de transcripción y las enzimas que actúan sobre los ARN mensajeros (ARNm); de esta manera, se consigue modular la expresión génica sin provocar cambios en la secuencia de ADN (Jouve, 2020). Existen diversos mecanismos epigenéticos, algunos de los cuales están asociados con el proceso de envejecimiento del cerebro. Entre ellos, los principales son la modificación de las histonas, la remodelación de la cromatina, los cambios en el ARN no codificante (ARNnc) y la metilación del ADN (Jouve, 2020). Estos procesos actúan en 2 niveles, pretranscricipcional y postranscripcional (Cacabelos y Teijido, 2018). La remodelación de la cromatina es una modificación epigenética pretranscrpcional, producida por la modificación de las histonas, que consiste en la adición o eliminación de radicales en la cola de las mismas, alterando la estructura de la cromatina (Teijido y Cacabelos, 2016). El proceso de modificación de la cromatina más estudiado es la acetilación, producido por la adición de grupos acetilo gracias a la acción de las enzimas acetilasas (HAT). Esta transformación relaja la estructura de la cromatina, promoviendo la transcripción y, en consecuencia, la expresión génica. Por el contrario, la deacetilación provoca la eliminación del radical, en base a la actuación de las enzimas deacetilasas (HDAC), que aumenta la afinidad con el ADN y provoca la compactación de la estructura de la cromatina, reprimiendo la expresión génica (Tecalco-Cruz et al., 2021; Teijido y Cacabelos, 2016). Otro de los principales procesos epigenéticos es la metilación del ADN, que consiste en la adición y delección de grupos metilo por la acción de las ADN metiltransferasas (DNMT), cuya función es la de añadir dichos radicales, así como las ADN desmetilasas (DNDM), encargadas de eliminarlos (Tecalco-Cruz et al., 2021). Este proceso guarda una 15 relación inversa con el nivel de expresión génica; de manera que la hipermetilación limitael acceso de los factores de transcripción a la región promotora del gen, por lo que genera represión en la transcripción, originando una disminución en la expresión génica (Cacabelos y Teijido, 2018). En relación con la edad, las células envejecidas presentan mayoritariamente un patrón de hipometilación (Cacabelos y Teijido, 2018), por lo que la edad se relaciona con un aumento en la expresión génica. Por último, pueden darse ciertas modificaciones de tipo epigenético en el ARNnc, que abarca aproximadamente el 95% del genoma humano, las cuales varían con el proceso de envejecimiento (Teijido y Cacabelos, 2016). Concretamente, se ha encontrado que las modificaciones producidas en el ARNnc modifican el proceso de expresión de los genes a través de la interacción con proteínas (Teijido y Cacabelos, 2016); y que los microRNAs (miRNA) interfieren en la expresión de determinados genes (Jouve, 2020). Los mecanismos epigenéticos recientemente citados están influidos por procesos tanto internos como externos, factores como el ambiente, el estilo de vida o las modificaciones fisiológicas del organismo; y están implicados en procesos cruciales en el desarrollo biológico, incluidos los relacionados con los trastornos neurodegenerativos (Jouve, 2020; Teijido y Cacabelos, 2016). En el caso de la EA, al igual que en otras enfermedades neurodegenerativas, resulta fundamental el estudio de este tipo de modificaciones, dado que parecen estar relacionadas con el desarrollo de ciertos procesos patológicos implicados en la sinapsis, la respuesta inmunitaria o la muerte celular. Además, la comprensión de dichos mecanismos puede delimitar nuevos horizontes en cuanto al tratamiento (Esposito y Sherr, 2019; Teijido y Cacabelos, 2016). En la actualidad, las principales líneas de investigación en cuanto a la detección precoz de la EA se basan en el estudio de posibles biomarcadores que indiquen, de manera 16 temprana, la presencia de la enfermedad (Navarro et al., 2015). Dichos biomarcadores son utilizados en los procesos de asesoramiento genético, de manera que permiten estimar el futuro riesgo de desarrollar la patología en base a los indicadores obtenidos (Fetahu et al., 2019). Sin embargo, el procedimiento resulta complejo, especialmente en lo que respecta al impacto psicológico que puede tener en la persona que se somete a dicho proceso. Por ello, es necesaria la actuación de un profesional de la salud mental a lo largo de todas las etapas, para intentar minimizar las reacciones psicológicas adversas e intentar orientar al paciente hacia acciones en beneficio de su salud (Largent et al., 2021). Asimismo, es necesario priorizar la formación relativa a esta enfermedad en múltiples ámbitos para reducir, entre otras variables, el estigma asociado, que puede generar ciertas barreras en el proceso de búsqueda de ayuda y, en consecuencia, diagnóstico precoz de esta patología (de Levante, 2022). Objetivos El presente trabajo plantea 2 objetivos principales y 2 específicos asociados. Objetivos principales: Conocer, analizar y comprender el mecanismo de acción de los principales procesos epigenéticos asociados con la EA, así como estudiar los avances recientemente producidos en este campo en relación a dicha patología. Analizar la influencia del profesional de la salud mental en el proceso de detección de la EA y en el manejo del impacto emocional asociado. Objetivos específicos: Identificar y conocer los principales biomarcadores epigenéticos relacionados con el inicio, desarrollo y pronóstico de la EA, así como la vía de actuación asociada. 17 Detectar las principales variables psicológicas implicadas en el proceso de comunicación de resultados asociados con el riesgo de sufrir EA, así como investigar la influencia de las mismas en el proceso emocional vivido por el paciente. Materiales y Métodos Con la finalidad de recopilar información de carácter objetivo, científico y actual que identifique y explique el mecanismo de acción de los principales biomarcadores epigenéticos asociados con la EA se realizó una revisión bibliográfica. Para lograr dicha meta se realizó un cribado, de manera que se consultaron tres bases de datos: PubMed, Web of Science y Scopus. Asimismo, se acotaron los resultados por año de publicación y por tipo de artículo, de modo que sólo fueron incluidas las publicaciones divulgadas entre 2015 y 2023, y aquellas que no eran análisis de investigaciones previas (review). Por último, se adoptaron algunos criterios de inclusión y exclusión relativos a la estructura de los artículos y a la metodología, expuestos en la Tabla 1, con el fin de acotar aún más la información encontrada en relación a los objetivos previstos. Tabla 1. Criterios de inclusión y exclusión. Criterios de inclusión Criterios de exclusión Artículos con enfoque metodológico de: - Artículos de investigación. - Estudios clínicos. - Ensayos clínicos. - Ensayos clínicos aleatorizados. Artículos con estructura y contenido no científico: tesis doctorales, trabajos académicos (TFGs), ensayos, artículos de opinión, revistas de divulgación, publicaciones de conferencias, etc. 18 Artículos centrados en el estudio de los mecanismos de la EA y procesos asociados (demencia) Artículos no relativos a la EA o procesos asociados (demencia). Artículos con muestras humanas, y con muestras combinadas (animales y humanos). Artículos con muestras exclusivamente animales. Artículos relacionados con los principales mecanismos epigenéticos (metilación ADN, metilación y acetilación de histonas, y miARN). Artículos no relacionados con mecanismos epigenéticos influyentes en la EA. En el proceso de realización de la búsqueda previamente descrita se utilizaron las siguientes palabras clave “Alzheimer AND epignetics AND biomarkers AND diagnosis” en cada una de las bases de datos seleccionadas. Excepcionalmente, en el caso de la base de datos Scopus, se delimitó dicha búsqueda a la aparición de los términos clave en el título, abstract o en las palabras clave, debido a la gran cantidad de artículos encontrados antes de aplicar dicho criterio. Finalmente, ninguno de los artículos seleccionados en la base de datos Scopus fueron incluidos debido a la especificidad de la información presentada y la amplia tasa de artículos no relacionados con los mecanismos epigenéticos asociados a la EA. En la Figura 1 se presenta con más detalle, y de manera cuantitativa, los resultados obtenidos. 19 Figura 1. Diagrama de flujo. Resultados La ratificación de biomarcadores fiables que permitan la detección precoz de la EA es uno de los principales retos actualmente, con el objetivo de poder propocionar un tratamiento que pueda, al menos, ralentizar significativamente la progresión, hasta ahora imparable, de 20 esta enfermedad (Fetahu et al., 2019). Este trabajo se centra en dos estrategias que se utilizan en la actualidad para cometer este fin: (i) la búsqueda de biomarcadores epigenéticos que permitan detectar alarmas moleculares en estadios asintomáticos de la enfermedad; (ii) investigación, a nivel cuantitativo, sobre patrones de comportamiento diferencial que ayuden a pronosticar, de forma objetiva, el inicio de la enfermedad. Biomarcadores Epigenéticos de Inicio y Progresión de la Enfermedad de Alzheimer Para la elaboración de este trabajo se ha buscado documentación científica sobre los principales mecanismos epigenéticos asociados con el inicio y desarrollo de la EA. La Tabla 2 ilustra las características principales de los artículos consultados. Tabla 2. Características de los artículos consultados. Mecanismo epigenético Muestra Cohorte Resultados Referencia Metilación ADN Muestras de sangre periférica 25personas EA y 23 en grupo control. Hipmermetilación en CYP51A1 y CYP2S1 en EA. Bahado-Singh et al., 2023. 18 personas con EA (>60 años) y 24 en grupo control. Hipermetilación en genes patológicamente implicados en plasticidad sináptica y muerte neuronal, memoria y cognición. Hipometilación en genes relacionados con la sinapsis y deterioro neuronal. Chen et al., 2021 34 personas (>70 años) emparejadas en base a salud cognitiva. Comparación longitudinal. Hipometilación y sobreexpresión de PM20D1 en demencia. Fernández et al., 2022 73 personas con demencia pre-sintomática y 87 en grupo control. (Seguimiento a 3 años). Alteraciones en BDNF, APP, APOE, TOMM40 y PIN1, asociados a EA. Fransquet et al., 2020 162 participantes con EA y 86 con DCL. Disminución en la expresión de BDNF en EA. Kouter et al., 2023 202 personas cognitivamente sanas y 317 participantes con DCL. Hipometilación de PM20D1 y DUSP22 en EA. Hipermetilación en HOXB6 en EA. Li et al., 2021 427 personas con EA y 857 en grupo control. Hipometilación de PM20D1 en EA, principalmente en hombres Silva et al., 2022b 87 personas con EA, 175 con DCL y 162 en grupo control. Hipometilación de PM20D1 en DCL. Wang et al., 2020 21 Tabla 2. Carácterísticas de los artículos consultados (Continuación). Mecanismo epigenético Mecanismo epigenético Muestra Cohorte Resultados Metilación ADN Muestras de tejidos cerebrales y de sangre periférica. 486 muestras cerebrales de EA, frente a 344 de control; y 284 muestras sanguíneas de EA frente a 238 de control. Hipometilación de ABCA2 en EA. Aumento en la expresión de ARNm en ABCA2 en EA. Hu et al., 2017 3 muestras sanguíneas y 10 de tejido cerebral para EA; y 3 muestras sanguíneas y 10 de tejido cerebral en grupo control. Patrones diferenciales de metilación de ADN en genes hub en EA. Rahman et al., 2021 427 personas con EA y 857 en grupo control. Seguimiento de hasta 60 meses. Hipometilación de PM20D1 en EA. Silva et al., 2022a Análisis de células madre, tejido cerebral (en vivo y postmortem) Personas con EOAD y LOAD. Replicación en muestra de 371 personas con EA y 163 controles. Cambios epigenéticos en citosina asociados con genes implicadas en EA (neurodesarrollo, respuesta inmune, estrés oxidativo). Fetahu et al., 2019 Muestras de plasma sanguíneo Muestras de ADN en muestras sanguíneas de personas con EA, frente a grupo control Hipometilación DUSP22. Guemri et al., 2022 Muestras sanguíneas en humanos y ratones 40 personas con EA, 35 con EP, 26 con demencia vascular y 40 en grupo control. Patrón general de reducción de metilación e hidroximetilación en EA. Martínez-Iglesias et al., 2020 Análisis de tejido cerebral postmortem 21 personas con EA y 18 en grupo control. Sobreexpresión de PM20D1 en EA. Sanchez-Mut et al., 2020 Acetilación histonas Muestras sanguíneas en humanos y ratones 34 personas con EA, 15 con DCL y 31 en grupo control; junto con muestras de ratones. Patrones significativos de acetilación en la histona H4K12 en EA. Plagg et al., 2015 Muestras de sangre periférica y tejido cerebral 3 muestras sanguíneas y 10 de tejido cerebral para EA; y 3 muestras sanguíneas y 10 de tejido cerebral en grupo control. Patrón de metilación de H3 y H4 asociado a EA. Hu et al., 2017 Expresión de miARNs Muestras de LCR 22 personas con EA y 28 en grupo control. Expresión diferencial de miR-100, miR-146a y miR-1274a. Denk et al., 2015 42 personas diagnosticadas de EA, 17 con DCL y 82 en grupo control. Sobreexpresión de miR-10a-5p, miR- 100-5p, miR-22-3p, miR-204-5p y miR-26a. Jain et al., 2019 Nota. Abreviaturas utilizadas: ABCA2, ATP-binding cassette, subfamilia A2; APOE, Alipoproteína E; APP, Proteína precursora del amiloide; BDNF, Factor neurotrófico derivado del cerebro; CYP51A1, Citocromo P450 51A1; CYP2S1, Citocromo P450 2S1; DCL, 22 deterioro cognitivo leve; DUSP22, gen que codifica para la fosfatasa dual específica 22; EA, Enfermedad de Alzheimer; EOAD, Enfermedad de Alzheimer de inicio temprano; EP, Enfermedad de Párkinson; H3, histona 3; H4, histona 4; H4K12, lisina 12 de la histona 4; LOAD, Enfermedad de Alzheimer de inicio tardío; PIN1,gen de respuesta al estrés neuronal; PM20D1, Peptidasa M20 domain-containing protein 20D1; TOMM40, transportador mitocondrial. Por otro lado, la Figura 2 resume las principales alteraciones en la metilación del ADN, modificaciones de histonas y expresión de ARNs no codificantes, que se manifiestan en modelos animales de EA y en humanos diagnosticados con esta enfermedad. Basada en los diferentes estudios que se mostrarán a continuación, la Figura 2 ilustra, en azul, los procesos de hipermetilación del ADN, y deacetilación y metilación de histonas, que provocan la disminución de la expresión de ciertos genes. Asimismo, se muestra el aumento de la expresión de microARNs (miARNs), que se unen al ARNm de ciertos genes, degradándolos, y disminuyendo la concentración de proteína. Estos procesos derivan en una disminución significativa de proteínas asociadas a neuroprotección (prevención de estrés oxidativo o neurotoxicidad), aumento de la plasticidad neuronal, neurodesarrollo y diferenciación celular. Por otro lado, en rojo, se muestran los procesos de hipometilación de ADN, acetilación de histonas y consecuente disminución en la expresión de ciertos miARNs. Estos procesos provocan el aumento de proteínas implicadas en procesos neuroinflamatorios, intensificación del estrés oxidativo, muerte celular, formación de agregados de proteína β-amiloide y fosforilación de proteína tau (que promueve la formación de los ovillos neurofibrilares). 23 Figura 2. Principales mecanismos epigenéticos asociados con la Enfermedad de Alzheimer. Nota. Abreviaturas utilizadas: H4-Ac, acetilación de la histona 4; H3K4me2, dimetilación de lisina 4 en la histona H3; H3K4, metilación de lisina 4 en la histona H3; H3K9, metilación de lisina 9 en la histona H3; H4K20me2, dimetilación de lisina 20 en la histona H4. Metilación de ADN La metilación del ADN es uno de los mecanismos epigenéticos más estudiados, ya que juega un papel directo en la regulación de la expresión de genes que intervienen en procesos como el envejecimiento normativo, el neurodesarrollo y el deterioro cognitivo, entre otros (Li et al., 2021; Wang et al., 2020). Tanto en modelos animales como en humanos, los individuos con EA muestran un patrón de metilación diferente al de los individuos sanos. Estos patrones diferenciales se utilizan como criterios diagnósticos, o biomarcadores de la enfermedad. El estudio de los patrones de metilación en genes concretos de individuos afectados por EA, demuestra que muchos están hipermetilados y otros hipometilados con respecto a los niveles encontrados en individuos sanos. Sin embargo, a nivel global del genoma, parece que existe una tendencia a la hipometilación, que implica el aumento de Neurodesarrollo y diferenciación celular Factores de crecimiento neuronal Plasticidad sináptica/neurotransmisión Neuroprotección Neuroinflamación Apoptosis (muerte celular) Estrés oxidativo Agregación de β-amiloide Fosforilación de tau METILACIÓN DNA Hipermetilación Hipometilación Expresión genes Expresión genes MODIFICACIONES DE HISTONAS Acetilación Expresión genes H4-Ac Metilación H3K4 H3K9 H4K20 miRNA miRNA RNAs NO CODIFICANTES Proteína Proteína 24 expresión génica, en individuos con EA frente a los sanos (Martínez-Iglesias et al., 2020). Esto se ha documentado, tanto en tejido cerebral de modelos animales, comoen linfocitos y sangre periférica en humanos. Además, el aumento de expresión normalmente se asocia a genes implicados en procesos neuroinflamatorios y neurotoxicidad (Martínez-Iglesias et al., 2020). A pesar de que el patrón de hipometilación global puede ser un indicio de fases precoces del desarrollo de la enfermedad, los biomarcadores más esclarecedores constituyen alteraciones en los patrones de metilación en genes concretos (Silva et al., 2022a). Los estudios descritos a continuación evalúan el patrón diferencial de metilación en genes específicos de individuos sanos y pacientes con EA en distintos tejidos, desde tejido cerebral hasta líquido céfalo-raquídeo (LCR) o sangre periférica. En estudios llevados a cabo anteriormente sobre búsqueda de biomarcadores de metilación en pacientes con EA y otro tipo de demencias se identificaron alteraciones en la metilación de genes implicados en el proceso neurodegenerativo. Estudios más recientes confirman estos resultados en muestras de sangre periférica de individuos con demencia (Fransquet et al., 2020). En este estudio se detectaron alteraciones en la metilación en genes como el que codifica para el factor neurotrófico derivado del cerebro, BDNF, relacionado con procesos de proliferación, diferenciación y supervivencia neuronal; APP, que codifica para la proteína precursora del β-amiloide; el gen de la apolipoproteína E, APOE, gen modulador de la gravedad de la manifestación de la EA; el transportador mitocondrial, TOMM40 y el gen de respuesta al estrés neuronal, PIN1. Las alteraciones identificadas en los patrones de metilación y/o expresión de estos genes pueden relacionarse con la acumulación de β- amiloide, estrés oxidativo y regulación defectuosa de los procesos de sinapsis y proliferación neuronal (Fransquet et al., 2020). 25 Otro estudio ha corroborado también patrones cambiantes de metilación y expresión del gen BDNF a lo largo de la progresión entre el deterioro cognitivo leve (DCL) y la EA. En un estudio muy reciente realizado en muestras de sangre periférica de 162 pacientes con EA y 86 con DCL, se ha identificado un patrón de expresión de este gen mucho menor en las muestras de EA que en DCL (Kouter et al., 2023). El estudio indica que la expresión de BDNF disminuye a lo largo de la progresión de la EA, lo que puede relacionarse con el deterioro en los procesos de neurogénesis y proliferación neuronal durante el desarrollo de la enfermedad. En varios de los estudios consultados se identifica un patrón de hipometilación en el gen de la Peptidasa M20 domain-containing protein 1 (PM20D1), tanto en muestras cerebrales como en sangre periférica de individuos con EA (Bahado-Singh et al., 2023; Li et al., 2021; Sanchez-Mut et al., 2020; Silva et al., 2022a; Wang et al. 2020). La proteína codificada por el gen PM20D1, además de sus implicaciones metabólicas, también tiene un papel importante en cuanto a neuroprotección (Li et al., 2021; Sanchez-Mut et al., 2020; Wang et al. 2020). En muestras cerebrales y de sangre periférica de pacientes con DCL a moderado (DCM), consideradas como etapas previas a la EA, se ha identificado una disminución de la metilación de PM20D1 como marcador de la transición de DCL a DCM (Li et al., 2021). En otro estudio, analizando muestras de tejido cerebral, se confirma un patrón de hipometilación de PM20D1 en pacientes con EA, que conlleva a un aumento de la expresión del gen. Esta sobreexpresión se correlacionaba con la acumulación de β-amiloide y procesos oxidativos, de manera que los autores sugieren que el aumento de la expresión de PM20D1 tiene una función neuroprotectora en respuesta a la toxicidad neuronal (Sanchez- Mut et al., 2020; Wang et al., 2020). Además, apuntan que una hipermetilación de este gen puede acelerar la progresión de la EA, mientras que una hipometilación puede retrasarla (Sanchez-Mut et al., 2020). Por otro lado, mediante la comparación de la expresión de dicho 26 gen en hombres y mujeres, se observó que se encuentra sobreexpresado principalmente en hombres (Silva et al., 2022b). La progresión de la hipometilación y consecuente aumento de expresión del gen PM20D1 a lo largo de la progresión de la demencia también se ha visto en un estudio de control y seguimiento. En este estudio participaron 34 ancianos mayores de 70 años de edad sanos a los que se les hizo un seguimiento durante 4 años. Durante este tiempo, algunos pacientes desarrollaron DCL e inicio de proceso de demencia (Fernández et al. 2022). Se compararon los patrones diferenciales de metilación y expresión de genes al inicio del seguimiento en todos los individuos (día 1) y tras los 4 años de seguimiento en individuos sanos y en proceso de demencia. El estudio indica que el gen PM20D1 se encuentra menos metilado y más expresado a lo largo del deterioro generado durante el proceso de demencia (Fernández et al. 2022). Además, se ha visto también una hipermetilación del gen HOXB6, que se identificó como biomarcador de EA en estudios anteriores. Este gen se encuentra asociado a la tasa de deterioro cognitivo en la EA, de manera que su hipermetilación conduce a una aceleración de dicho proceso (Li et al., 2021). Algunos autores han visto un patrón de hipometilación, y, por tanto, sobreexpresión del de la ATP-binding cassette, subfamilia A2 (ABCA2), tanto en muestras cerebrales como en sangre periférica (Hu et al., 2017). Este gen codifica para una proteína transportadora que, entre otras funciones, tiene un papel como protector cerebral en procesos de toxicidad a nivel de la barrera hematoencefálica. Algunos autores confirman estudios más antiguos en los que identifican la hipometilación de ABCA2 desde estadios iniciales de DCL, y se asocia, en períodos más tardíos, con la acumulación de β-amiloide y fosforilación de proteína tau (Hu et al., 2017). Sin embargo, no está claro si la sobreexpresión de este transportador tiene un papel de respuesta neuroprotectora, como en el caso de PM20D1, o si interviene en la progresión de la enfermedad. 27 En estudios previos se ha observado que la hipermetilación y consecuente descenso en la expresión del gen que codifica para la fosfatasa dual específica 22 (DUSP22) se asociaba con la EA (Li et al., 2021). Sin embargo, estudios más recientes han identificado que es la hipometilación y el aumento de expresión del gen lo que induce la hiperfosforilación de la proteína tau en el desarrollo de la patología (Guemri et al., 2022; Li et al., 2021). Los estudios más recientes combinan los datos de estudios previos y elaboran un metaanálisis generando una “firma epigenética” para EA. (Chen et al., 2022; Rahman et al., 2021; Silva et al., 2022a). Estos análisis incluyen muestras de sangre periférica (Chen et al., 2022) o sangre y cerebro (Rahman et al., 2021; Silva et al., 2022b) de multitud de individuos sanos de distintas edades y de pacientes con EA. La combinación de datos genera un listado de genes (“firma epigenética”) con patrones de metilación significativamente distintos entre los individuos sanos y los diagnosticados con EA. Estos estudios resultan de gran importancia para identificar los biomarcadores más comunes que puedan servir como pronosticadores del desarrollo de la enfermedad en estadios asintomáticos. Las investigaciones que combinan muestras de tejido cerebral y sangre periférica presentan una firma más precisa, especialmente la de las alteraciones en la metilación que son comunes en ambos tejidos (Rahman et al., 2021; Silva et al., 2022b). Esta firma epigenética incluye alteraciones en la metilación y expresión de genes que promueven procesos neuroinflamatorios, estrés oxidativo e interfieren en los procesos de neurogénesis, diferenciación y protección celular (Chen et al., 2022; Rahman et al., 2021; Silva et al., 2022b) Modificaciones de Histonas Además de la metilación del ADN, existeotro mecanismo epigenético que influye en la expresión de los genes, relacionado con la estructura de la cromatina. La cromatina es una estructura condensada de ADN, ARN e histonas, que son las proteínas que mantienen esta estructura compacta. Modificaciones en las histonas alteran la estructura de la cromatina en 28 ciertas regiones, haciéndola más compacta o más laxa, reprimiendo o activando la expresión de genes, respectivamente. En la EA, las alteraciones más comúnmente identificadas ocurren en la acetilación y en la metilación de histonas (Plagg et al., 2015; Rahman et al., 2021). En un estudio en el que se comparaban monocitos de individuos sanos con DCL y EA, se ha identificado un patrón diferente de acetilación de la histona H4. Concretamente, encontraron que la histona H4 se encontraba significativamente más acetilada en monocitos de individuos con DCL que en los de personas sanas o con EA (Plagg et al., 2015). Los autores concluyen que la acetilación en un residuo concreto de la histona H4 (H4K12) aumenta la expresión de genes que promueven procesos neuroinflamatorios previos al desarrollo de la EA. Además, este aumento en la acetilación de la histona H4 ocurre solamente en períodos de DCL previo al inicio de la EA, por lo que consideran que es un buen biomarcador precoz de la enfermedad (Plagg et al., 2015). Un análisis integrativo que combinaba muestras de cerebro y sangre periférica de individuos sanos y con EA mostraba un patrón de metilación de histonas H3 y H4 que influían en la expresión de genes relacionados con procesos cognitivos (PDE4D), neurogénesis (GLN2) e inmunidad cerebral (WDR1), entre otros (Rahman et al., 2021). ANRs no Codificantes Este mecanismo epigenético altera la producción de la proteína a nivel post- transcripcional. Los más estudiados son los microANRs (miARNs), que alteran la síntesis de proteína interaccionando con el ARNm. La sobreexpresión de los miARNs, aumenta su interacción con el ARNm, degradándolo y disminuyendo la síntesis de proteína. Por el contrario, una baja expresión de miARN apenas altera la síntesis de proteínas. Diversos estudios han descrito alteraciones en la expresión de ciertos miARNs en individuos con EA (Denk et al., 2015; Jain et al., 2019; Rahman et al., 2021). 29 Uno de los estudios más completos para la identificación de patrones de expresión de miARNs alterados en EA tomó los datos de 2585 miARNs únicos de la base de datos miRBase-21, que contiene la secuencia de todos los miARNs publicados (Denk et al., 2015). Analizando estos miARNs en líquido céfalo-raquídeo de 28 individuos sanos y 22 con EA, y tras efectuar los análisis estadísticos pertinentes, encontraron patrones diferenciales de expresión entre individuos sanos y con EA, utilizando los valores de proteína tau y tau hiperfosforilada como biomarcadores de EA. Como resultado de estos análisis se seleccionaron tres miARNs considerados como “fiables” (miR-100, miR-146a y miR-1274a) y 9 “informativos” (miR-103, miR-375, miR-505#, miR-708, miR-4467, miR-219, miR-296, miR-766 y miR-3622b-3p.) diferencialmente expresados en individuos con EA (Denk et al., 2015). Tras incluir los datos de estos miARNs candidatos en la base de datos Ingenuity, que aporta información sobre los mecanismos de señalización celular relacionados con los datos introducidos, los autores identificaron que estos miARNs se asocian a la síntesis de proteínas BACE1 y mTOR, relacionadas con la producción de β-amiloide (Aβ-42) y MAPT, relacionada con la fosforilación de proteína tau. Además, mediante un análisis de discriminación combinando miR-100, miR-103 y miR-375 fueron capaces de clasificar pacientes sanos y con EA, con un 96,4% y 95,5% de precisión, respectivamente (Denk et al., 2015). Otros autores identificaron miARNs alternativos diferencialmente alterados en líquido céfalo-raquídeo, cerebro y sangre de individuos con EA, relacionados con procesos neuroinflamatorios e inmunitarios (Jain et al., 2019; Rahman et al., 2021). Discusión Además de los biomarcadores clásicos para la EA, tales como el nivel de acumulación de proteína β-amiloide y/o proteína Tau en el cerebro, y las imágenes generadas mediante técnicas de neuroimagen, como la tomografía por emisión de positrones (PET) (Alzheimer’s 30 & Dementia, 2018), el estudio de los mecanismos epigenéticos de aquellos genes implicados, directa o indirectamente, en la patología subyacente a la EA han permitido el desarrollo de importantes biomarcadores que, definidos como aquellas características biológicas que permiten medir la actividad cerebral, tanto normal como patológica, pueden consolidarse como herramientas fiables en el diagnóstico y pronóstico de esta enfermedad (Alzheimer’s & Dementia., 2018). Además de facilitar la detección del riesgo de desarrollo de la patología, posibilitan su identificación en periodos asintomáticos, por lo que amplían considerablemente las oportunidades de desarrollar tratamientos con mayor potencial terapéutico. Tal y como se ha demostrado, el estudio de biomarcadores epigenéticos constituye actualmente uno de los principales campos de investigación para el diagnóstico precoz de diferentes enfermedades complejas, entre ellas, la EA (Alzheimer’s & Dementia., 2018). Sin embargo, para que proporcionen una información fiable respecto a la patología asociada, deben cumplir una serie de criterios. Entre ellos, cabe destacar que han de encontrarse repetidos en diferentes muestras, las cuales han de ser lo suficientemente grandes y representativas; y que los resultados han de ser fácilmente replicables mediante técnicas de laboratorio (Jack et al., 2011). De esta manera, es posible asegurar que los hallazgos resultan generalizables y no se encuentran sesgados por el tipo de técnica utilizada (Jack et al., 2011). Por último, aunque no menos importante, un biomarcador significativamente fiable debe estar asociados a los mecanismos fisiopatológicos vinculados a la enfermedad, de manera que contribuyan a la realización de un diagnóstico con mayor seguridad (Jack et al., 2011). En el caso de la presente revisión bibliográfica, se han encontrado algunas modificaciones epigenéticas vinculadas a procesos estrechamente relacionados con la patología subyacente y/o provocada por la EA; entre ellos, neurodegeneración, apoptosis, 31 plasticidad sináptica, acumulación de proteína β-amiloide y Tau, y neuroprotección (Denk et al., 2015; Fernández et al., 2022; Fetahu et al., 2019; Fransquet et al., 2020; Hu et al., 2017; Li et al., 2021; Rahman et al., 2021; Sanchez-Mut et al., 2020;). A pesar de que, en algunos casos todavía se desconoce la implicación exacta de dichas modificaciones en la enfermedad, estos resultados suponen una base sobre la que sustentar futuras investigaciones que contribuyan positivamente a la detección de nuevos biomarcadores epigenéticos, así como a la mejora de los previamente establecidos en relación a la EA. Por otro lado, uno de los biomarcadores que ha mostrado una mayor evidencia entre los diferentes estudios se encuentra asociado al gen PM20D1; además, los resultados relativos a las muestras en sangre periférica coinciden significativamente con las de tejido cerebral (Silva et al., 2022a; Wang et al., 2020), por lo que puede ser considerado un biomarcador fiable para la detección y pronóstico de la EA. Sin embargo, a pesar de que la mayor parte de la información obtenida relativa a la implicación de este gen en la EA apuntaba hacia un patrón de hipometilación en respuesta a los procesos patológicos desencadenados en la EA, Wang et al. (2020) afirman que dicho patrón se revierte gradualmente a lo largo del proceso de la enfermedad; de esta manera, el patrón predominante en etapas más avanzadas es el de hipermetilación. Estos resultados sugieren que, a pesar de que al inicio de la enfermedad la hipometilacióndel gen PM20D1 puede actuar como un factor protector que contribuya a la ralentización de la patología, en etapas avanzadas los procesos anómalos se pueden ver favorecidos y acelerados por la hipermetilación de dicho gen. En base a estos resultados, cabe destacar que la hipometilación del gen PM20D1 puede consolidarse como un biomarcador potencialmente significativo para la EA, dado que los resultados encontrados son consistentes a lo largo de los estudios consultados. Sin embargo, es necesaria más investigación respecto al progreso del patrón de metilación de dicho gen en relación a esta patología, ya que nuevos hallazgos en esta área 32 pueden contribuir de manera positiva al desarrollo de tratamientos que, a pesar de no poder revertir el curso patológico de la EA, puedan permitan frenar el avance del deterioro, actuando sobre aquellos procesos que contribuyen a la neuroprotección, entre ellos, la hipometilación de PM20D1. Por otro lado, los hallazgos demuestran que hay biomarcadores que, a pesar de que se han mostrado significativos entre la literatura consultada, su potencial para la detección precoz de la EA es todavía limitada. Un ejemplo es el biomarcador establecido mediante las alteraciones en la metilación de BDNF, propuesto por Fransquet et al. (2020) y Kouter et al. (2023). A pesar de que este gen podría parecer, a priori, un marcador significativo en la detección de la EA, dado que se encuentra asociado a procesos estrechamente implicados en esta patología (ej, proliferación y supervivencia neuronal) (Fransquet et al., 2020), es necesaria la comparación de estos hallazgos en muestras de sangre periférica con otros llevados a cabo en muestras de tejido cerebral o LCR. Sin embargo, ha demostrado buenos resultados como predictor en la progresión de DCL a EA (Kouter et al., 2023), por lo que estos resultados, pese a no haber sido encontrados en diferentes tipos de muestra, resultan prometedores en la detección precoz de esta enfermedad, ya que es posible identificarlos en etapas previas a la EA, a pesar de que todavía no existan tratamientos que permitan revertir la progresión de DCL a EA. Por tanto, los resultados hallados en relación a la implicación de BDNF parecen ser beneficiosos para el proceso de detección precoz de la EA, aunque es necesaria más investigación que permita esclarecer la consistencia de dichos hallazgos. De igual manera, la detección de H4K12 como biomarcador asociado a la EA permite detectar la patología en etapas de DCL (Plagg et al., 2015). Este hecho, asociado a la creciente literatura relativa a la implicación de los mecanismos de modificación de la H4 en la EA puede acelerar y mejorar el proceso de detección de la enfermedad, contribuyendo, asimismo, a la mejora en el desarrollo de nuevas oportunidades terapéuticas. 33 Por otro lado, de entre los diferentes miARN que se han establecido como significativos tras la revisión de la literatura existente, destaca miR-146a entre otros aspectos, por su consistencia en los diferentes estudios seleccionados. Además, dicho miARN se ha relacionado con procesos patológicos estrechamente asociados a la EA, entre ellos, los relacionados con neuroinflamación (Denk et al., 2015). Sin embargo, estos resultados difieren de los encontrados por otros autores. Por ejemplo, los hallazgos de Bottero et al. (2019), sugieren que el único miARN fiable en la detección de esta enfermedad es miR-335-5p. Además, a pesar de que la revisión bibliográfica realizada no se han encontrado duplicaciones en los biomarcadores que se han mostrado estadísticamente más fiables, pueden considerarse significativos los propuestos por Denk et al. (2015), dado que se han encontrado en muestras cerebrales de personas con EA. Adicionalmente, los miARN hallados por Jain et al. (2019) han sido relacionados con enfermedades neuropsiquiátricas asociadas al estrés, lo que hace latente la necesidad de abordarlos en futuras investigaciones sobre EA, con el objetivo de determinar de manera más exacta la implicación en dicha patología. Sin embargo, tal y como señalan Denk et al. (2015), la consolidación de miARN como marcadores estadísticamente fiables y significativos en la EA requiere de un proceso intensivo de replicación de los resultados encontrados, con el objetivo de asegurar su fiabilidad, así como un abordaje de los problemas analíticos que pueden surgir durante esta búsqueda. Por tanto, a pesar de los esperanzadores resultados encontrados en el campo de análisis de los miARN, todavía es necesario más volumen investigativo para poder establecerlos como biomarcadores sólidos y estadísticamente fiables. A pesar de ello y teniendo en cuenta las discrepancias encontradas, cabe destacar el potencial de miARN-146a y los propuestos como fiables por Denk et al. (2015) como biomarcadores para la detección temprana de la EA, dado que cumplen algunos criterios de fiabilidad de los biomarcadores, previamente citados. 34 La revisión de la literatura en el presente trabajo ha permitido esclarecer que los mecanismos epigenéticos relacionados con la EA son ampliamente complejos y están influidos por múltiples factores, entre los que destacan su reversibilidad y la especificidad de los mismos asociada al tejido. Por tanto, es extremadamente difícil encontrar resultados consistentes a gran escala. A pesar de ello, Fernández et al. (2022) concluyen que las alteraciones en el patrón de metilación del ADN observadas en etapas posteriores al diagnóstico de EA, están ya presentes en tejidos periféricos, como la sangre, en periodos previos a la aparición de síntomas. Estos hallazgos, a su vez, elevan el valor de los biomarcadores encontrados para esta enfermedad, dado que amplían considerablemente las oportunidades de tratamiento. Además, actualmente comienzan a realizarse estudios (Chen et al., 2022; Rahman et al., 2021; Silva et al., 2022a), que combinan muestras sanguíneas y cerebrales, diferentes análisis estadísticos y grupos poblacionales de diversas edades, de manera que aumenta exponencialmente la representatividad de las muestras. Además, estudios recientes incluyen muestras adicionales de personas con DCL, que han permitido encontrar hallazgos significativos para la detección precoz de esta enfermedad que, mediante la comparación de personas sanas con sujetos con EA no hubieran podido ser detectadas. Este es uno de los aspectos más importantes a tener en cuenta en futuras investigaciones, dado que, independientemente de si los resultados encontrados son significativos o no, positivos o negativos, realizan una contribución sólida a la literatura científica. Por otro lado, una de las principales limitaciones asociadas a la lentitud en la consecución de avances en esta área es que algunas de las técnicas clásicamente utilizadas para detectar la presencia de esta enfermedad son altamente invasivas, costosas y difíciles de llevar a cabo, dado que utilizan tejido cerebral para su detección; por lo que se suelen realizar cuando la persona ha fallecido (Hu et al., 2017). De esta manera, la utilidad de dichas pruebas 35 en relación a la detección precoz de la EA es relativamente nula. Sin embargo, la detección de marcadores surrogados en sangre periférica y en LCR ha aumentado el grado de accesibilidad de las muestras necesarias para la detección temprana de la patología, en base a la disminución de su invasividad (Hu et al., 2017; Rahman et al., 2021). Además, otra de las ventajas de estos marcadores emergentes es la disminución en el coste económico de los mismos (Bottero y Potashkin, 2019; Hu et al., 2017). Por tanto, el hallazgo de los biomarcadores asociados a la EA en muestras sanguíneas puede consolidarse como el primer paso para la el diagnóstico precoz de dicha patología, que propicie la realización de pruebas adicionales, y de diferente naturaleza, para obtenerun diagnóstico más fiable y certero. Por último, otro de los beneficios de este tipo de marcadores es, en base a lo expuesto, que las personas que se han de someter a ellos probablemente se muestren más predispuestas a llevarlos a cabo, ya que se reducen considerablemente los perjuicios de las técnicas previamente utilizadas. De esta manera, el aumento en la accesibilidad a dichas pruebas puede generar, asimismo, mayor evidencia científica que ayude a esclarecer las limitaciones previamente citadas. Sin embargo, es posible que existan ciertas discrepancias en la comparación de resultados encontrados entre muestras sanguíneas y de LCR, por lo que los hallazgos han de ser consistentes en ambas muestras, para asegurar la fiabilidad de las mismas y poder establecer, de esta manera, biomarcadores más robustos. Considerando la metodología y muestras utilizadas en las investigaciones consultadas, es necesario destacar que algunas muestran un bajo nivel de inferencia estadística, ya que, tal y como comentan los propios autores (Bahado-singh et al., 2023; Denk et al., 2015; Hu et al., 2017; Jain et al., 2019; Li et al., 2021), el tamaño de la muestra es insuficiente, y las características de la población seleccionada muestran una escasa representatividad. Estos obstáculos pueden dar lugar a discrepancias en estudios realizados con poblacionales de 36 diferentes características. Sin embargo, tal y como se ha comentado previamente, las investigaciones más recientes muestran una tendencia de corrección de las limitaciones asociadas a este hecho. Asimismo, Silva et al. (2022b) destacan como principal limitación en relación a la metodología, que el patrón de metilación puede ser tanto causa como consecuencia de la patología producida por la EA, ya que las muestras utilizadas no pueden ser comparadas con otras previas a la enfermedad, debido a que no fueron recogidas. Por consiguiente, a pesar de que los resultados obtenidos en los diferentes estudios se muestran fiables y estadísticamente significativos, han de ser replicados en muestras más amplias e ilustrativas para poder corroborar su potencial como biomarcadores de la EA y poder mitigar las discrepancias encontradas entre diferentes muestras poblacionales, así como las restricciones de generalización propias de cada estudio. Por otro lado, investigaciones recientes ponen en evidencia algunas de las principales teorías explicativas de la EA; más concretamente, la hipótesis de la cascada de amiloide que, hasta la fecha, es una de las más ampliamente utilizadas en el estudio y divulgación de esta patología. Sturchio et al. (2022) sugieren que niveles más altos de péptido Aβ-42 actúan como factor protector de las alteraciones características de esta enfermedad. Más concretamente, sostienen que una mayor cantidad de Aβ-42 protege en mayor medida que bajos niveles de acumulación de placas de β-amiloide y/o de proteína Tau. Adicionalmente, Denk et al. (2015) destacan que el nivel de Aβ-42 no es un marcador fiable respecto a la neurodegeneración inducida por la EA. Por tanto, estos hallazgos demuestran, una vez más, la inestabilidad respecto al conocimiento existente sobre los mecanismos causantes y/o subyacentes a esta patología. Resulta necesario esclarecer esta influencia en futuras investigaciones dado que algunos hallazgos, entre ellos los encontrados por Jain et al. (2019), 37 se basan en un nivel positivo de Aβ-42 como criterio de inclusión de los sujetos a la muestra de pacientes con EA, por lo que, en base a estas contradicciones, dichos resultados no alcanzarían un alto nivel de significación. Este factor, añadido a los previamente analizados, supone una gran limitación respecto al progreso en el desarrollo de técnicas fiables para la detección precoz de la EA, ya que es posible que el conocimiento que se esté generando no esté estrictamente asociado con los mecanismos patológicos de esta enfermedad, de manera que la aplicación clínica de dichos hallazgos puede no generar los resultados esperados. En conclusión, los avances en biomarcadores asociados a los niveles de proteína Tau y β-amiloide, así como el progreso conseguido en las pruebas neuropsicológicas y las técnicas de neuroimagen han permitido estimar de manera más exacta y fiable el riesgo de sufrir una determinada enfermedad, entre ellas, la EA. Igualmente, los biomarcadores basados en mecanismos epigenéticos han aumentado considerablemente, tanto en lo que respecta a la cantidad de hallazgos como a su utilización. De hecho, en los últimos años, la realización de test genéticos que permitan estimar el riesgo de sufrir una determinada patología ha aumentado considerablemente, tanto en familias con algún miembro afectado previamente como en las que no hay previa presencia de la enfermedad (Galluzzi et al., 2022). Actualmente, los protocolos de asesoramiento genético se basan en los creados para la Enfermedad de Huntington (HD), que incluye, entre otras recomendaciones, la consulta de los resultados con un profesional de la salud mental (Rentería et al., 2020). Sin embargo, algunas variables psicológicas destacables en el proceso de asesoramiento genético pueden, a menudo, no ser abordadas de manera profunda, por lo que la atención psicológica brindada al paciente puede presentar limitaciones en lo que respecta a su efectividad y cobertura. 38 Entre dichas variables cabe destacar la autoestima, la resiliencia y/o estrategias de afrontamiento, así como la percepción de riesgo de desarrollar la enfermedad del propio paciente (Rentería et al., 2020). En base a la importancia social y psicológica de estos factores en el manejo de resultados de riesgo positivos para la EA, resulta importante reivindicar y trabajar en la generalización de la inclusión de un proceso de acompañamiento psicológico simultáneo, de manera que la persona tenga la oportunidad de explorar y trabajar el impacto de dichas variables en todos los aspectos de su vida, con el objetivo de minimizar las posibles reacciones adversas derivadas. Algunos estudios, entre ellos los llevados a cabo por Rentería et al. (2020) y Largent et al. (2021), encontraron que las emociones principalmente asociadas a este proceso son miedo, tristeza o incertidumbre ante el manejo del estigma asociado a la EA. A pesar de ello, dichas emociones no suelen generar efectos adversos destacables en el seguimiento a un año. De hecho, incluso suele aumentar la percepción de control y empoderamiento sobre la situación, y se trabaja de manera positiva en la planificación del futuro (Rentería et al., 2020; Largent et al., 2021). Es posible que el trabajo psicológico a lo largo de este proceso no se considere crucial debido, en parte, a conclusiones como las extraídas de estos estudios. Sin embargo, se ha comprobado que a medida que llega la edad estimada de inicio de la enfermedad, los pacientes tienden a mostrarse más pesimistas (Rentería et al., 2020). Por tanto, el acompañamiento psicológico es un proceso necesario que permite disipar, o al menos reducir, la sensación de incertidumbre asociada a este proceso. Asimismo, brinda la oportunidad al paciente de afrontar el futuro de manera positiva, alentando aquellos cambios en el estilo de vida que favorezcan su salud, tanto física como mental, y la de su entorno más cercano. Adicionalmente, es frecuente la rumiación en torno a temas como el manejo del dinero, en base a la necesidad de ahorro para futuros cuidados, la necesidad de depender en 39 un futuro de un cuidador, o la decisión de pasar más tiempo con la familia, aprovechando que todavía están bien (Largent et al., 2021). Por tanto, dado que estas variables psicológicas están presentes de manera continua en la vida de las personas que obtienen resultado positivo, resulta fundamental el buen manejo emocional de estas situaciones, a corto y largoplazo, para favorecer el proceso de toma de decisiones orientada a la salud, que incluye estrategias encaminadas a intentar frenar el avance de la patología, o incluso retrasar la edad de inicio. Por tanto, queda demostrado que el papel del psicólogo en el acompañamiento de la EA resulta fundamental en todo momento, tanto en lo que respecta al trabajo emocional, como en el desarrollo y potenciación de estrategias de afrontamiento adaptadas a la situación vital y los recursos de cada persona, de manera que se aliente al paciente a realizar acciones que permitan enfrentar el riesgo de desarrollar la patología de manera positiva. Por otro lado, la investigación afirma que las personas que se enfrentan a un proceso de asesoramiento genético no lo perciben de la misma manera que un proceso médico; entre las diferencias encontradas destaca, entre otras variables, que la EA se trata de una patología con una alta carga emocional y rodeada de incertidumbre, especialmente en lo que respecta a la progresión de la enfermedad, las pruebas diagnósticas, la ambigüedad del curso de la patología, así como la interpretación del resultado positivo, en base a que el riesgo no es determinante (Largent et al., 2021; Visser et al., 2019). Además, teniendo en cuenta que se trata de una enfermedad que afecta a la memoria, este desafío cognitivo y emocional se puede agravar si el paciente ya presenta problemas cognitivos. Por tanto, estos casos requieren de una adaptación de la información, brindando los apoyos necesarios para que pueda ser recordada más fácilmente, así como un seguimiento del proceso para intentar reducir las consecuencias psicológicas adversas que puedan surgir. 40 Por consiguiente, el acompañamiento emocional al paciente en el proceso de afrontamiento de resultados positivos de riesgo a padecer EA es un factor fundamental para intentar garantizar una salud mental óptima, al mismo tiempo que se trabaja en la garantía de la salud física, promoviendo, de esta manera, el bienestar integral de la persona. Por otro lado, la figura del profesional de la salud mental no solo es importante en la persona que recibe los resultados del asesoramiento genético, sino también en aquella encargada de comunicarlos. Algunos de los factores clave en el proceso de influencia del asesor genético en el paciente son la forma de comunicación utilizada, el nivel de tolerancia a la incertidumbre del profesional, o la adaptación de dichas características a las necesidades personales del demandante (Visser et al., 2019). Atendiendo a estos resultados, las habilidades psicológicas básicas tales como empatía, escucha activa, promoción del bienestar emocional, adecuado manejo del estrés y del duelo, así como el acompañamiento de todas estas herramientas mediante un lenguaje no verbal adecuado y el respeto a la autonomía del paciente son algunas de las variables que resultan fundamentales en este proceso. Además, entre los factores relacionados con una mayor satisfacción de la persona demandante de asesoramiento genético y un mejor recuerdo de la información cabe destacar la participación activa en el proceso y la expresión emocional, que es considerado un factor protector de reacciones psicológicas adversas, la presencia de un acompañante y tratar aspectos psicosociales y del estilo de vida en la consulta (Guan et al., 2018). Resulta muy positivo la verificación por parte del profesional, mediante preguntas directas, de la comprensión de los resultados obtenidos y el reflejo de las emociones del paciente (Fruijtier et al., 2023), ya que pueden contribuir significativamente a la prevención de reacciones emocionales adversas, así como a una mayor predisposición hacia la toma de medidas en beneficio de la salud. 41 Se presupone que, ante la comunicación de resultados de riesgo positivo, las personas actuarán en consonancia, realizando cambios en las acciones de su vida cotidiana en beneficio de su salud, y a modo de afrontamiento positivo y efectivo de los resultados obtenidos. Sin embargo, tal y como destacan Frutjtier et al., (2023), este proceso está mediado por un factor fundamental, el recuerdo de la información obtenida, considerado la base sobre la que se sustentan las medidas y la forma de afrontamiento adoptada. Por tanto, es necesario educar a los profesionales encargados de la comunicación de resultados, ya que este procedimiento tiene un gran impacto en el proceso, físico y psicológico, posterior. En consecuencia, la figura del profesional de la salud mental ha de estar presente desde el inicio del proceso, llevando a cabo diferentes funciones, como es, en este caso, la formación al equipo profesional encargado de la intervención en primera persona con los consultantes, o el trabajo emocional relativo al proceso de responsabilidad del asesor genético. En conclusión, queda demostrado que la figura del psicólogo es imprescindible en un proceso de asesoramiento genético por sus diversas implicaciones, entre las que destacan el apoyo en el afrontamiento de reacciones psicológicas adversas, tales como estrés, ansiedad, miedo hacia el futuro o tolerancia a la incertidumbre, el acompañamiento en el proceso de toma de decisiones, tanto a la persona demandante como a la familia. Conclusiones 1) El presente trabajo evidencia que el estudio de los mecanismos epigenéticos asociados a la EA ha permitido ampliar el conocimiento de los procesos fisiopatológicos que ocurren en periodos asintomáticos de esta enfermedad. Esto aumenta las posibilidades de detección precoz de la misma y abre posibilidades de un tratamiento más eficiente que los actuales. 2) La búsqueda de biomarcadores epigenéticos es una tarea compleja y existen bastantes controversias acerca de su selección. En la actualidad, se están haciendo 42 grandes esfuerzos por establecer una “firma epigenética” de biomarcadores precoces fiables para la EA. Muchos se han identificado ya en muestras de tejido cerebral, líquido céfalo-raquídeo y sangre periférica. Los biomarcadores detectados en sangre periférica son los más útiles, ya que no requieren de métodos invasivos para la toma de muestra. 3) Está demostrado que la EA está asociada con una gran sensación de incertidumbre, por lo que es necesario reivindicar el papel del psicólogo que efectúe un buen abordaje del proceso emocional, en beneficio de la salud tanto física como mental del paciente y sus familiares. 43 Referencias Alireza Atri, A. (2019). The Alzheimer’s Disease Clinical Spectrum: Diagnosis and Management. Medical clinics of North America, 103(2), 263-293. https://doi.org/10.1016/j.mcna.2018.10.009 Alzheimer's Association. (2018). 2018 Alzheimer's disease facts and figures. Alzheimer's & Dementia, 14(3), 367-429. https://doi.org/10.1016/j.jalz.2018.02.001 Alzheimer’s Dement (2021). 2021 Alzheimer's disease facts and figures. Alzheimer's & dementia: the journal of the Alzheimer's Association, 17(3), 327–406. https://doi.org/10.1002/alz.12328 Bahado-Singh, R. O., Vishweswaraiah, S., Turkoglu, O., Graham, S. F., y Radhakrishna, U. (2023). Alzheimer’s precision neurology: epigenetics of Cytochrome P450 genes in circulating cell-free DNA for disease prediction and mechanism. International Journal of Molecular Sciences, 24(3), 2876. https://doi.org/10.3390/ijms24032876 Bottero, V. y Potashkin, J. A. (2019). Meta-Analysis of Gene Expression Changes in the Blood of Patients with Mild Cognitive Impairment and Alzheimer’s Disease Dementia. International journal of molecular sciences, 20(21), 5403. https://doi.org/10.3390/ijms20215403 Cacabelos, R. y Teijido, O. (2018). Epigenetics of Brain Aging en J. Ram y M. Conn (Ed.), Conn’s Handbook of Models for Human Aging (2ª ed., pp. 1041-1065). Academic Press. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-811353-0.00074-9 Chen, L., Shen, Q., Xu, S., Yu, H., Pei, S.,
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