Biomarcadores em líquido cefalorraquidiano (LCR) no diagnóstico da Doença de Alzheimer

Postado por: Senne Liquor Diagnóstico em Demências - 13/03/2025

Renan Domingues, Márcio Vega, Amilton Moro, Irineu Massaia, Álvaro Martins e Carlos Senne

Senne Liquor Diagnóstico

  1. Introdução

A doença de Alzheimer (DA), o tipo mais comum de demência, é caracterizada por uma neurodegeneração progressiva que envolve placas neuríticas e emaranhados neurofibrilares (NFT), devido ao acúmulo beta-amiloide (Aβ) e tau hiperfosforilada, respectivamente, no lobo temporal medial e na estrutura neocortical.

A DA progride lentamente, e os sintomas aparecem décadas após o início do acúmulo de placas de Aβ e NFTs. A perda de memória recente é o sintoma mais comum nos estágios iniciais da doença. Alterações de personalidade e irritabilidade também podem estar presentes nos estágios iniciais em alguns indivíduos. Nos estágios mais avançados, são observados sintomas como afasia, apraxia, agnosia e distúrbios motores e da marcha, e os pacientes geralmente ficam acamados nessa fase.

Os quatro estágios da doença são: pré-clínico, DA leve/inicial, DA moderada e DA grave/demência. Os pacientes são geralmente assintomáticos no estágio pré-clínico, sendo detectada através de biomarcadores precoces. O acúmulo de placas e NFTs no hipocampo e no córtex começa nesse estágio, que pode durar vários anos sem impacto nas atividades diárias. No estágio leve/inicial da DA, há comprometimento da memória, das funções executivas e da linguagem, além de oscilações de humor, perda de concentração, desorientação e depressão. A DA moderada é caracterizada por perda acelerada da memória, dificuldade crescente para reconhecer amigos e familiares, maior dificuldade para ler, falar e escrever e perda do controle dos impulsos. No estágio final, há um acúmulo severo de placas e NFTs em todo o córtex, resultando em uma perda progressiva das habilidades cognitivas e funcionais.

O diagnóstico preciso da DA é desafiador. A avaliação cognitiva é a etapa inicial do processo diagnóstico. Recentemente, testes laboratoriais e exames de imagem são também realizados para diagnosticar a DA. As ferramentas diagnósticas disponíveis atualmente conseguem diagnosticar a DA com uma precisão de 77%.

Diversos estudos sugerem que, futuramente, o tratamento/intervenção da DA deverá ser iniciado ainda no estágio pré-clínico, após identificação de biomarcadores precoces. Hoje, a utilização de biomarcadores ainda é restrita e deve ser feita com bastante critério. A identificação de marcadores genéticos é também possível, no entanto, a DA é causada por múltiplos genes, o que dificulta a previsão dos sintomas e da idade de início da doença por meio de testes pré-sintomáticos.

 

  1. Papel dos Biomarcadores

Vários biomarcadores amplamente estudados para os processos moleculares e degenerativos da DA podem fornecer suporte ao diagnóstico da DA. Esses testes aumentam a confiança no diagnóstico clínico da doença ou podem ser usados para descartá-la.

 

  • PET amiloide

As recomendações sobre o uso apropriado da tomografia por emissão de pósitrons (PET) para amiloide estão sendo atualizadas. A PET de amiloide é um exame utilizado para detectar depósitos da proteína beta-amiloide no cérebro, fornecendo um biomarcador específico para a DA.

 

  • PET tau

Diversos radiotraçadores de PET de tau estão em desenvolvimento e demonstram potencial como marcadores da taupatia associada à DA. Estudos indicam que esses traçadores se correlacionam melhor com a progressão da doença e com os padrões de atrofia do que a PET de amiloide.

  • Biomarcadores no Líquido Cefalorraquidiano (LCR)

 

  • Marcadores de patologia amiloide

Os biomarcadores de LCR mais amplamente validados e estudados são as proteínas que caracterizam a doença de Alzheimer (DA): o peptídeo Aβ42 e a proteína tau fosforilada (p-tau). No LCR, a DA é caracterizada por uma redução na concentração de Aβ42 e um aumento nos níveis de p-tau. Esse padrão é conhecido como a assinatura da patologia da DA no LCR​.

Os níveis de outras formas de Aβ, como o Aβ40, não mudam significativamente em pacientes com DA quando comparados a adultos saudáveis. Recentemente, o Aβ40 foi incluído no painel de biomarcadores diagnósticos para a DA, pois evidências mostram que a razão Aβ42/Aβ40 supera a dosagem isolada de Aβ42, apresentando melhor concordância com a positividade na tomografia por emissão de pósitrons (PET) para amiloide. A razão Aβ42/Aβ40 no LCR diminui gradualmente conforme a doença progride. Os níveis de Aβ40 em pacientes com DA são mais altos do que em pacientes com demência associada à Doença de Parkinson e à demência por corpos de Lewy. Vários estudos que mostraram que a razão Aβ42/Aβ40 e Aβ42/Aβ38 no LCR podem diferenciar melhor a DA de outras demências do que apenas os níveis de Aβ42 no LCR.

Uma meta-análise de 131 estudos revelou que as concentrações de Aβ42 no LCR de pacientes com DA diminuem em cerca de 56% em relação aos níveis normais. A queda nos níveis de Aβ42 ocorre de forma mais acentuada no início do processo patológico da doença, seguida por uma relativa estabilidade conforme a enfermidade evolui. Em contraste, os níveis de p-tau aumentam lentamente ao longo da progressão da doença​.

A maioria dos estudos demonstrou uma concordância de aproximadamente 90% entre a positividade no PET amiloide e os níveis reduzidos de Aβ42 no LCR. Em um estudo longitudinal com indivíduos mais velhos sem demência, Palmqvist et al. observaram que aqueles com níveis baixos de Aβ42 no LCR, mas PET amiloide negativo, apresentavam uma taxa maior de conversão para PET amiloide positivo ao longo do tempo em comparação com indivíduos com níveis normais de Aβ42. Isso sugere que as alterações no LCR precedem as alterações detectadas pelo PET amiloide, o que explica porque a concordância entre esses dois biomarcadores não é de 100%. No entanto, em pacientes que já se encontram na fase demencial, a concordância entre os resultados do PET amiloide e os níveis de Aβ42 no LCR é maior​.

  • Tau fosforilada

A acumulação de p-tau é o outro componente essencial que define a DA, além do peptídeo Aβ. Os ensaios mais utilizados para medir p-tau quantificam a isoforma p-tau181, que demonstrou a melhor precisão para diferenciar pacientes com DA de indivíduos cognitivamente saudáveis e de pacientes com outras formas de demência degenerativa. Ensaios que utilizam as isoformas p-tau231 e p-tau199 também demonstraram boa precisão. A razão entre p-tau e Aβ42 tem se mostrado útil no diagnóstico da DA, com uma sensibilidade de 91,6% e especificidade de 85,7%​.

Mais recentemente, diversos estudos demonstraram que a isoforma p-tau217 é a forma de tau fosforilada que apresenta alterações mais precoces. Evidências indicam que as concentrações de p-tau217 no LCR e no plasma aumentam ao mesmo tempo em que o PET amiloide se torna positivo e antes das alterações detectáveis pelo PET tau. Comparado ao p-tau181, o p-tau217 apresentou melhor correlação com o PET amiloide e maior precisão para diferenciar indivíduos A+ de indivíduos A-. Além disso, o p-tau217 demonstrou ser um melhor preditor da progressão cognitiva para demência em pacientes com comprometimento cognitivo leve (CCL) do que o p-tau181. Por outro lado, o p-tau205 apresentou alterações mais tardias e estava mais associado ao PET tau do que ao PET amiloide​.

Embora a dosagem de p-tau no LCR seja um biomarcador da patologia tau, as isoformas solúveis de tau não se correlacionam diretamente com a carga de agregados insolúveis de p-tau (representados pelos emaranhados neurofibrilares). Recentemente, a quantificação dos resíduos de MTBR-tau243 foi investigada como um novo biomarcador do LCR específico para os agregados insolúveis de tau. As alterações no MTBR-tau243 no LCR ocorrem simultaneamente às mudanças observadas no PET tau​.

  • Marcadores de degeneração

A tau total (t-tau) mede todas as isoformas de tau, independentemente do seu estado de fosforilação, e, portanto, não é específica para a DA. Na verdade, níveis elevados de t-tau podem ser observados em outras condições associadas a danos neuronais, tanto degenerativas (por exemplo, Doença de Creutzfeldt-Jakob) quanto não degenerativas agudas (por exemplo, acidente vascular cerebral). Assim, a t-tau é considerada um biomarcador inespecífico de neurodegeneração. Recentemente, a dosagem de t-tau no LCR tem sido progressivamente substituída por outros marcadores de neurodegeneração, especialmente a cadeia leve de neurofilamento (NfL). Assim como a t-tau, concentrações elevadas de NfL não são específicas para DA e podem ser observadas em outras doenças neurodegenerativas, como esclerose lateral amiotrófica (ELA) e demência frontotemporal (DFT). O NfL tem se mostrado promissor na predição da progressão da doença e possivelmente da resposta a tratamentos modificadores da doença​.

Um estudo recente sobre a progressão temporal dos biomarcadores do LCR para DA, conduzido com participantes chineses ao longo dos 20 anos anteriores ao diagnóstico clínico da DA esporádica, mostrou mudanças nas concentrações de biomarcadores no LCR da seguinte maneira: Aβ42, 18 anos antes do diagnóstico; razão Aβ42/Aβ40, 14 anos; p-tau181, 11 anos; t-tau, 10 anos; e NfL, 9 anos. Conforme a deficiência cognitiva progredia, as alterações nos níveis de biomarcadores do LCR no grupo com DA inicialmente aceleravam e, posteriormente, desaceleravam​.

  • Variabilidade dos biomarcadores liquóricos

Apesar de numerosos estudos demonstrarem a boa precisão dos biomarcadores do LCR para DA, um dos principais desafios tem sido a significativa variabilidade entre laboratórios. Essa variabilidade muitas vezes faz com que médicos ignorem os resultados do LCR quando eles entram em conflito com a hipótese diagnóstica, levando-os a buscar métodos de neuroimagem molecular como biomarcadores. Essa variabilidade decorre principalmente de erros e falhas nas fases pré-analítica (coleta, armazenamento e transporte da amostra) e analítica (execução do teste propriamente dito). Estima-se que problemas pré-analíticos sejam responsáveis por até 70% dos erros em laboratórios clínicos​.

Plataformas totalmente automatizadas foram desenvolvidas nos últimos anos. Bittner et al. publicaram um método 100% automatizado baseado em ensaio imunológico por eletroquimiluminescência. Os ensaios automatizados oferecem vantagens significativas sobre a metodologia ELISA, pois eliminam etapas manuais, reduzindo a possibilidade de interferência humana no processo analítico. Além disso, apresentam desempenho superior (baixa variabilidade: Aβ42 ≤ 6%; p-tau e t-tau ≤ 2,5%) e um tempo de execução reduzido (~20 minutos). Um estudo recente demonstrou que as razões de diferentes plataformas automatizadas (p-tau/Aβ42 e Aβ42/Aβ40) no líquido cefalorraquidiano (LCR) mostram concordância (positiva e negativa) com a classificação pelo PET amiloide. Duas plataformas automatizadas de eletroquimiluminescência (Luminpulse, Fujirebio e Elecsys, Roche) receberam aprovação regulatória nos Estados Unidos (FDA) e na União Europeia (EMA). A sensibilidade dessas plataformas varia de 88% a 97%, enquanto a especificidade varia de 84% a 89%.

  • Biomarcadores Baseados em Sangue

Nos últimos anos, houve um avanço significativo nas tecnologias que possibilitam a medição do peptídeo Aβ e de diferentes epítopos da p-tau no plasma. A recente disponibilidade de ensaios plasmáticos para esses biomarcadores foi possibilitada pelo desenvolvimento de técnicas mais precisas, pois a concentração dessas proteínas no plasma é muito menor do que no líquido cefalorraquidiano (LCR). O uso de ensaios baseados em espectrometria de massa ou imunodosagens altamente sensíveis (como a tecnologia SIMOA™) tornou a medição desses biomarcadores no plasma uma realidade.

Comparados aos biomarcadores estabelecidos no LCR e na tomografia por emissão de pósitrons (PET), os biomarcadores plasmáticos oferecem uma alternativa menos invasiva, mais viável e potencialmente mais econômica na prática clínica. Além disso, eles podem reduzir significativamente o tempo e os custos de triagem em ensaios clínicos e podem ser usados como desfechos substitutos para avaliar a eficácia de terapias. No entanto, a validação desses biomarcadores plasmáticos ainda está em desenvolvimento, e atualmente eles não podem ser utilizados isoladamente para o diagnóstico da doença de Alzheimer (DA).

  • Marcadores de Aβ

As razões Aβ42/Aβ40, Aβ42/APP669–711, Aβ42/Aβ43, Aβ42/p-tau181 e Aβ42/t-tau podem ser úteis na predição ou no diagnóstico da DA. Contudo, enfatiza-se que os métodos de medição dos peptídeos Aβ42 e Aβ40 ainda requerem melhor validação, especialmente na população brasileira.

Outro aspecto a considerar na matriz sanguínea é a identificação de fatores de confusão que afetam os níveis e sua utilidade clínica antes da implementação rotineira. Evidências recentes sugerem que a redução da função renal pode estar associada ao aumento das concentrações plasmáticas de biomarcadores. Nenhuma plataforma de medição de Aβ42 e Aβ40 no plasma recebeu aprovação regulatória nos Estados Unidos ou na União Europeia até o momento.

  • Marcadores de Tau

Os níveis plasmáticos de p-tau181, p-tau231 e p-tau217 aumentam com a progressão das patologias de tau e Aβ. Os níveis plasmáticos de p-tau181 e p-tau217 estavam elevados em indivíduos com mutações nos genes APP e PSEN1 em comparação com controles normais.

Estudos também demonstraram que os níveis plasmáticos de p-tau217 estavam elevados duas décadas antes do início do CCL em pacientes com DA. Uma pesquisa recente mostrou que os níveis plasmáticos de p-tau217 podem diferenciar, com alta precisão, pacientes na fase de CCL daqueles que progrediram para a fase de demência, superando os marcadores p-tau181 e p-tau231. Portanto, entre as isoformas, p-tau217 demonstrou a maior sensibilidade e especificidade para o diagnóstico da DA. Seu aumento é muito mais expressivo do que a redução da razão Aβ42/Aβ40, tornando-se um teste muito mais robusto para a detecção da DA.

Conclusão

A doença de Alzheimer é um problema de saúde global. Diversos estudos já identificaram biomarcadores novos e potenciais para a DA e ensaios clínicos em andamento irão determinar se as opções de tratamento administradas durante a fase pré-clínica ou assintomática ajudam a retardar ou prevenir a progressão da doença.

Recomendações do Departamento Científico de Neurologia Cognitiva e Envelhecimento da Academia Brasileira de Neurologia

  • Antes de solicitar biomarcadores para DA, deve-se realizar uma avaliação clínica estruturada, incluindo história detalhada, exame físico e neurológico, além de avaliação cognitiva e funcional.
  • A solicitação deve ser feita apenas por médicos bem treinados e com experiência sólida na área, geralmente das seguintes especialidades médicas: Geriatria, Neurologia e Psiquiatria Geriátrica.
  • Profissionais médicos que não estejam qualificados para interpretar os resultados e lidar com as consequências do diagnóstico para o paciente e sua família não devem solicitar esses biomarcadores.
  • Os biomarcadores devem ser solicitados apenas para pacientes sintomáticos, com comprometimento cognitivo e/ou comportamental, que seja objetivamente demonstrado por testes cognitivos e avaliação clínica.
  • Biomarcadores para DA não são indicados para indivíduos assintomáticos ou para pacientes com declínio cognitivo subjetivo (que apresentam queixas cognitivas, mas sem anormalidades detectáveis nos testes).
  • Biomarcadores para DA não são indicados em casos de demência avançada, exceto quando o objetivo for excluir o diagnóstico de DA, o que pode modificar o tratamento (por exemplo, interrupção de inibidores da colinesterase ou memantina).
  • Biomarcadores podem ser recomendados nos seguintes contextos clínicos:
    • Demências de início precoce (sintomas antes dos 65 anos).
    • Demências rapidamente progressivas.
    • Manifestações atípicas da DA (por exemplo, apresentações não amnésticas).
    • Outras manifestações clínicas atípicas, como casos em que há suspeita de sobreposição de sintomas entre duas ou mais demências neurodegenerativas.
  • Biomarcadores podem ser recomendados quando há suspeita de comprometimento cognitivo leve (CCL) ou demência leve devido à DA e existe a possibilidade de indicar terapia anti-amiloide (ou outras terapias modificadoras da doença que possam ser aprovadas no futuro).
  • Todos os pacientes devem ser submetidos a exames laboratoriais e neuroimagem estrutural (preferencialmente ressonância magnética de crânio, com tomografia computadorizada como segunda opção) para excluir etiologias não degenerativas.
  • A análise de biomarcadores no líquido cefalorraquidiano (LCR) deve ser realizada em laboratórios que sigam os procedimentos pré-analíticos e analíticos adequados, com adequado controle de qualidade.
  • Os laboratórios devem adotar plataformas automatizadas (por exemplo, ensaio imunológico por eletroquimiluminescência ou espectrometria de massa) em vez da técnica ELISA.
  • Os laboratórios devem fornecer razões entre os analitos no LCR (Aβ42/Aβ40, p-tau181/Aβ42), pois apresentam maior precisão do que o valor isolado do analito (especialmente no caso do Aβ42).
  • Biomarcadores plasmáticos ainda precisam ser validados e possuir um certificado de controle de qualidade.

Referências:

  • Garcia-Escobar G, Manero RM, Fernández-Lebrero A, et al. Blood Biomarkers of Alzheimer’s Disease and Cognition: A Literature Review. Biomolecules. 2024;14(1):93. Published 2024 Jan 11. doi:10.3390/biom14010093
  • Hunter TR, Santos LE, Tovar-Moll F, De Felice FG. Alzheimer’s disease biomarkers and their current use in clinical research and practice. Mol Psychiatry. 2025;30(1):272-284. doi:10.1038/s41380-024-02709-z
  • Jack CR Jr, Andrews JS, Beach TG, et al. Revised criteria for diagnosis and staging of Alzheimer’s disease: Alzheimer’s Association Workgroup. Alzheimers Dement. 2024;20(8):5143-5169. doi:10.1002/alz.13859
  • Jia J, Ning Y, Chen M, et al. Biomarker Changes during 20 Years Preceding Alzheimer’s Disease. N Engl J Med. 2024;390(8):712-722. doi:10.1056/NEJMoa2310168
  • Kivisäkk P, Fatima HA, Cahoon DS, et al. Clinical evaluation of a novel plasma pTau217 electrochemiluminescence immunoassay in Alzheimer’s disease. Sci Rep. 2024;14(1):629. Published 2024 Jan 5. doi:10.1038/s41598-024-51334-x
  • Krishnamurthy HK, Jayaraman V, Krishna K, et al. An overview of the genes and biomarkers in Alzheimer’s disease. Ageing Res Rev. 2025;104:102599. doi:10.1016/j.arr.2024.102599
  • Rajendran K, Krishnan UM. Biomarkers in Alzheimer’s disease. Clin Chim Acta. 2024;562:119857. doi:10.1016/j.cca.2024.119857
  • Studart-Neto A, Barbosa BJAP, Coutinho AM, et al. Guidelines for the use and interpretation of Alzheimer’s disease biomarkers in clinical practice in Brazil: recommendations from the Scientific Department of Cognitive Neurology and Aging of the Brazilian Academy of Neurology. Dement Neuropsychol. 2024;18:e2024C001. Published 2024 Nov 11. doi:10.1590/1980-5764-DN-2024-C001