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Neurofilamentos: Desbloqueando avances en neurociencia

Líderes de diversos ámbitos de la ciencia y la política han anunciado la llegada de una "edad de oro" de la neurociencia. La investigación de vanguardia no solo está mejorando nuestra comprensión del sistema nervioso central, incluido el cerebro; también está impulsando importantes avances en la tecnología médica que tiene el potencial de cambiar la forma en que diagnosticamos, tratamos y cuidamos a las personas que viven con condiciones neurológicas mortales.

Uno de los desarrollos más prometedores ha sido el descubrimiento de un biomarcador prevalente en muchas enfermedades neurodegenerativas devastadoras: el neurofilamento. A través de la medición y comprensión de los neurofilamentos, científicos como yo estamos abriendo nuevas puertas para investigar estas enfermedades, monitorear su progresión y desarrollar nuevas terapias. Los neurofilamentos son proteínas que forman un componente esencial de las neuronas, las cuales se conectan para crear vías de comunicación que transmiten señales a través del cerebro y la médula espinal.1 Esta compleja red de aproximadamente 100 mil millones de neuronas nos permite caminar, hablar y respirar, entre cientos de otras actividades esenciales de la vida cotidiana.2

Cuando ocurre daño y esa red se ve comprometida, los neurofilamentos son liberados en el líquido cefalorraquídeo (LCR) y el torrente sanguíneo. A través de numerosos estudios académicos e industriales, los científicos ahora reconocen que niveles elevados de neurofilamentos están asociados con algunas de las enfermedades neurodegenerativas más devastadoras, incluyendo la esclerosis lateral amiotrófica (ELA), la esclerosis múltiple (EM) y la atrofia muscular espinal (AME).3, 4, 5

Los neurofilamentos se liberan en el líquido cefalorraquídeo (LCR) y la sangre cuando las neuronas están dañadas. Los científicos están trabajando en crear herramientas (ensayos) cada vez más precisas para medir los neurofilamentos en la sangre.6

Mirando hacia el futuro, los paneles de biomarcadores, incluidos los neurofilamentos, podrían no solo ayudar a identificar estas y otras condiciones neurológicas, sino también prever potencialmente hacia dónde se dirigen las enfermedades y cómo responden los pacientes a diferentes terapias.

Los biomarcadores pueden responder a muchas preguntas clave que tienen un gran impacto en el diseño, la duración y la probabilidad de éxito en los ensayos clínicos. ¿Quiénes son los pacientes adecuados? ¿La droga impacta en las vías biológicas relevantes? ¿Cuáles son las dosis y períodos de tratamiento adecuados? ¿Hasta qué punto ha progresado la enfermedad? ¿La terapia ralentiza la progresión de la enfermedad? La ELA es una de las enfermedades en las que el uso de neurofilamentos ha ayudado a responder algunas de estas preguntas.

Los investigadores de la ELA han encontrado que los niveles de neurofilamentos tienen el potencial de predecir cómo puede progresar la enfermedad y cuánto tiempo puede sobrevivir alguien.7, 8, 9 Similar a lo que vemos en la AME, creemos que la reducción de los niveles de neurofilamentos con un tratamiento en la ELA puede proporcionar una indicación temprana de que la progresión de la enfermedad se está desacelerando.5, 10

Al responder a estas preguntas mediante pruebas de biomarcadores, los investigadores pueden crear ensayos clínicos más rigurosos y bien controlados que proporcionen datos mejores y una comprensión científica más profunda. Los médicos podrán seguir los resultados del tratamiento con mayor frecuencia, rapidez y precisión. El objetivo final: acelerar el desarrollo de medicamentos para llevar tratamientos significativos a los pacientes más rápido, brindando una mayor esperanza a las personas y sus familias que viven con algunas de las enfermedades más desgarradoras.

Para las enfermedades cerebrales complejas, el tratamiento a menudo comienza con una identificación temprana. Aquí nuevamente, los biomarcadores pueden desempeñar un papel crucial. A través de las pruebas genéticas, podemos identificar a las personas en riesgo de enfermedades neurodegenerativas. Monitoreando los niveles de neurofilamentos en la sangre de las personas, los ensayos clínicos pueden identificar a individuos en riesgo de enfermedades neurodegenerativas más temprano y potencialmente comenzar el tratamiento antes de que desarrollen síntomas físicos.11

Por ejemplo, la Fundación para los Institutos Nacionales de Salud lanzó un proyecto para identificar la mejor prueba de sangre para evaluar el riesgo de Degeneración Frontotemporal Familiar y ELA en personas con marcadores genéticos para las enfermedades (Biogen es una de las 19 organizaciones que participan en el proyecto).12

Este es exactamente el tipo de avance que los biomarcadores han ayudado a ofrecer a los pacientes con cáncer. Numerosos biomarcadores para el cáncer permiten una identificación más temprana y precisa de la enfermedad, y la capacidad de monitorear la progresión de la enfermedad o la respuesta al tratamiento. Utilizando biomarcadores, los especialistas en cáncer pueden diseñar estrategias de tratamiento adaptadas a individuos para asegurarse de que estén recibiendo la combinación más efectiva de terapias, todo en beneficio de los pacientes.13

En las últimas décadas, hemos dado grandes pasos hacia una edad de oro en neurociencia. Las tecnologías avanzadas de imágenes están permitiendo a los científicos e investigadores desentrañar los secretos del cerebro al rastrear la actividad cerebral a lo largo del tiempo. Las analíticas de datos de alta potencia están ayudando a mapear la actividad neuronal y proporcionar información sobre cómo progresan las enfermedades neurodegenerativas. Los biomarcadores, como los neurofilamentos evaluados a través de simples pruebas de sangre, tienen el potencial de impulsar el próximo gran avance y revolucionar nuestra capacidad para diagnosticar, tratar y monitorear a las personas con muchas enfermedades devastadoras.

Referencias
  1. Eriksson JE et al. Introducing intermediate filaments: from discovery to disease. J Clin Invest. 2009;119:1763–71. https://doi.org/10.1172/JCI38339
  2. InformedHealth.org Cologne, Germany: Institute for Quality and Efficiency in Health Care (IQWiG); 2006-. How does the nervous system work? 2009 Oct 28 [Updated s2016 ]. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279390/
  3. Falzone YM et al. Integrated evaluation of a panel of neurochemical biomarkers to optimize diagnosis and prognosis in amyotrophic lateral sclerosis. Eur J Neurol. 2022;29(7):1930-1939. doi:10.1111/ene.15321
  4. Kuhle J et al. Neurofilament light levels are associated with long-term outcomes in multiple sclerosis. Mult Scler. 2020;26(13):1691-1699. doi:10.1177/1352458519885613
  5. Darras BT et al. Neurofilament as a potential biomarker for spinal muscular atrophy. Ann Clin Transl Neurol. 2019;6(5):932-944. doi:10.1002/acn3.779
  6. Verde F, Otto M Silani V. Neurofilament Light Chain as Biomarker for Amyotrophic Lateral Sclerosis and Frontotemporal Dementia. Front. Neurosci. 2021; 15. https://doi.org/10.3389/fnins.2021.679199. doi:10.3389/fnins.2021.679199. 
  7. Thompson AG et al. Multicentre appraisal of amyotrophic lateral sclerosis biofluid biomarkers shows primacy of blood neurofilament light chain. Brain Commun. 2022;4(1):fcac029. Published 2022 Feb 9. doi:10.1093/braincomms/fcac029
  8. De Schaepdryver M et al. Neurofilament light chain and C reactive protein explored as predictors of survival in amyotrophic lateral sclerosis. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2020;91(4):436-437. doi:10.1136/jnnp-2019-322309
  9. Poesen K et al. Neurofilament markers for ALS correlate with extent of upper and lower motor neuron disease. Neurology. 2017;88(24):2302-2309. doi:10.1212/WNL.0000000000004029
  10. De Vivo DC et al. Nusinersen initiated in infants during the presymptomatic stage of spinal muscular atrophy: Interim efficacy and safety results from the Phase 2 NURTURE study. Neuromuscul Disord. 2019;29(11):842-856. doi:10.1016/j.nmd.2019.09.007
  11. Benatar, M et al. Design of a Randomized, Placebo-Controlled, Phase 3 Trial of Tofersen Initiated in Clinically Presymptomatic SOD1 Variant Carriers: the ATLAS Study. Neurotherapeutics (2022). https://doi.org/10.1007/s13311-022-01237-4
  12. Foundation for the National Institutes of Health. FNIH biomarkers consortium launches a project to detect the earliest changes in rare neurodegenerative diseases. Retrieved June 30, 2022, from https://www.fnih.org/news/announcements/fnih-biomarkers-consortium-launches-project-detect-earliest-changes-rare
  13. Siravegna G et al. How liquid biopsies can change clinical practice in oncology. Ann Oncol. 2019;30(10):1580-1590. doi:10.1093/annonc/mdz227

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