Volumen del prosencéfalo basal en la predicción de demencia

En 2008, Andrew M. Hall, Robert Y. Moore, Oscar L. Lopez y colaboradores publicaron un artículo en la revista Alzheimer's & Dementia sobre la atrofia del prosencéfalo basal como marcador presintomático de la enfermedad de Alzheimer. ¿Cuál es esta estructura y qué evidencia presentan para su relación con la enfermedad de Alzheimer? A continuación, un breve resumen sobre este estudio.

Ubicación aproximada del prosencéfalo basal

Introducción

Este estudio comenzó de la necesidad de establecer métodos para predecir el comienzo de la enfermedad de Alzheimer antes de que los síntomas aparezcan. Particularmente, con este estudio se buscaba identificar qué regiones cerebrales estaban afectadas antes de la demencia de Alzheimer.

Método

Se estudiaron adultos mayores, considerados normales a partir de la evaluación neuropsicológica, con resonancia magnética estructural. Entre 5 y 6 años después, los participantes fueron reevaluados para determinar la presencia de demencia.

De los participantes que cumplieron los criterios de selección del estudio, 172 tuvieron un estado cognitivo normal en los dos puntos de medición (media, 77,3 años de edad) y 21 fueron casos normales cognitivamente al comienzo del estudio, pero con demencia de Alzheimer probable en la segunda medición ("incidentes"; media, 80 años de edad participantes que mostraron síntomas primero y 78,6 años de edad aquellos que mostraron síntomas después). Veintiseis participantes adicionales tuvieron demencia de Alzheimer probable desde el principio (media, 83,2 años de edad). Todos los participantes completaron una amplia variedad de pruebas neuropsicológicas y un examen médico neurológico.

Ilustración de un voxel (cubo en color oscuro).
Imagen modificada de Vossman; M. W. Toews

El volumen cerebral se examinó a través del análisis de imágenes por resonancia magnética estructural (voxel: 1 mm cúbico) en un escáner de 1,5 Tesla. Específicamente, los investigadores utilizaron la técnica conocida como "morfometría basada en el voxel" (o VBM, voxel-based morphometry). Diferencias inter-individuales en edad y volumen cerebral total fueron las variables de control.

Resultados

Morfometría basada en el voxel

Los 26 pacientes con enfermedad de Alzheimer probable temprana, identificados como tal desde el principio del estudio, mostraron pérdida significativa en estructuras del lóbulo temporal mesial (corteza entorrinal, formación hipocampal y complejo amigdalino), del prosencéfalo basal (nucleo basal), del estriado ventral y del hipotálamo.

Al comparar los participantes que permanecieron cognitivamente normales con los casos incidentes (que convirtieron a Alzheimer probable), se encontró atrofia en aquellos que desarrollaron Alzheimer en (1) el prosencéfalo basal y (2) la amígdala medial y el hipocampo anterior izquierdos.

Ilustración del hipocampo izquierdo (señalado con la línea),
localizado en la cara medial del lóbulo temporal

Riesgo de desarollar demencia

A continuación, los investigadores midieron los volúmenes de los hipocampos y el prosencéfalo basal y tomaron como punto de corte el percentil 10 (10% por encima de los demás) de la distribución de estos volúmenes para definir "normal" o "anormal". La edad también se consideró como factor de riesgo. Con estas dos variables examinaron el riesgo de desarrollar la demencia.

¿Qué encontraron? Para aquellos participantes que fueron cognitivamente normales al principio, el riesgo relativo de desarrollar demencia de Alzheimer en el seguimiento se incrementó en un factor de 8,93 cuando el volumen del prosencéfalo basal era "anormal", es decir, estaba por debajo del percentil 10. La atrofia del hipocampo izquierdo también estuvo asociada de manera independiente con un riesgo incrementado de conversión (riesgo relativo: 8,84).

Atrofia en cognitivamente normales más cercana a la de pacientes con demencia

La atrofia en el prosencéfalo basal estaba presente en los participantes que desarrollaron Alzheimer en la segunda medición y era muy similar a la de los participantes que tenían Alzheimer desde el principio. En cambio, el volumen del hipocampo izquierdo se encontró atrófico en los participantes que eran cognitivamente normales al principio pero que mostraron síntomas de demencia relativamente más temprano, así como en aquellos que tenían Alzheimer desde el principio, pero no en los que se mantuvieron cognitivamente normales o en los que manifestaron síntomas de demencia más tarde.

Finalmente, los investigadores analizaron la influencia de los volúmenes y de las clasificaciones basadas en los dominios cognitivos (afectado o no afectado) sobre la conversión a demencia de Alzheimer y encontraron que el volumen del prosencéfalo basal y el deterioro del lenguage y la memoria estuvieron significativamente asociados con el riesgo de conversión de "normal" a "demencia".

Imagen de un corte coronal,
mostrando el prosencéfalo basal
(amarillo). Modificada de:
https://doi.org/10.1101/211086

Discusión

Según los investigadores, sus análisis muestran por primera vez en adultos cognitivamente normales que la atrofia del prosencéfalo basal medial puede predecir 4 a 5 años antes el desarrollo de un síndrome de demencia congruente con criterios de enfermedad de Alzheimer probable. Además, que la combinación de dicha atrofia con la del hipocampo indica más fuertemente una progresión hacia el síndrome clínico.

Los investigadores además proponen que, a partir de sus datos, una progresión patológica típica en la enfermedad de Alzheimer incluirían atrofia y degeneración neuronal en el prosencéfalo basal, seguida del lóbulo temporal mesial y, finalmente, de la corteza asociativa. Si esta progresión resulta ser así, la atrofia del prosencéfalo basal sería un marcador crucial de la fase pre-sintomática de la enfermedad de Alzheimer.

Ellos reconocen que sus análisis no les permiten determinar si la atrofia del prosencéfalo basal está como tal relacionada con la alteración de la cognición o el comportamiento, ya que la atrofia que ellos encontraron sería un cambio pre-sintomático.

Finalmente, anotan que la atrofia del hipocampo podría ser necesaria para el desarrollo de demencia, pero que sería la atrofia del prosencéfalo basal lo que señalizaría el comienzo del proceso patológico de la enfermedad de Alzheimer.

Conclusión

Con base en sus datos, los autores concluyen que la atrofia del prosencéfalo basal representa un biomarcador candidato para los cambios cerebrales de la fase pre-sintomática en la evolución de la enfermedad de Alzheimer.

Referencia

Hall, A. M., Moore, R. Y., Lopez, O. L., Kuller, L., & Becker, J. T. (2008). Basal forebrain atrophy is a presymptomatic marker for Alzheimer's disease. Alzheimer's & Dementia, 4(4), 271-279.

Comentario

Este artículo pionero subraya la relevancia de una pequeña región frontal para la posible detección temprana de personas en riesgo de desarollar demencia. El prosencéfalo basal recibe inervación del tallo cerebral (para el arousal cortical), así como también proyecta hacia diversas regiones corticales y subcorticales. Por eso es tan importante para la atención y la memoria. Aunque el estudio presentado no muestra una correlación entre la atrofia encontrada y las diferencias cognitivas individuales, estudios posteriores – mayormente con resonancia magnética funcional – sí han podido mostrar tal asociación con medidas cognitivas globales.