La malattia di Alzheimer ha un’eziologia multifattoriale, ovvero più fattori di natura diversa, che apparentemente non sono in diretto collegamento tra loro, concorrono ad innescare il processo degenerativo del cervello.

Dal punto di vista fisiopatologico, la malattia di Alzheimer si caratterizza principalmente per l’accumulo nel cervello di proteine neurotossiche, quali le placche di beta-amiloide (variante Aβ-42) e i grovigli neurofibrillari di proteina tau-iperfosforilata (p-tau). L’atrofia neuronale, causata dall’effetto dell’accumulo di Aβ-42 e p-tau e dai conseguenti processi neuro-infiammatori, colpisce inizialmente l’area mesiale del lobo temporale, più precisamente l’ippocampo, per poi coinvolgere l’intero cervello.

Clifford R. Jack e i suoi colleghi (2010 & 2013) hanno proposto un modello per la malattia di Alzheimer basato sui biomarcatori di malattia, partendo dall’assunto che questi riflettano gli specifici processi fisiopatologici sottostanti la malattia stessa. I biomarcatori considerati possono essere classificati in due grandi categorie:

– Misure del deposito di Aβ nel cervello: (1) decremento dei livelli di Aβ-42 nel liquido cerebrospinale e (2) incremento dei livelli di Aβ-42 nel cervello rilevati dalla PET con tracciante per l’amiloide.

– Misure di neurodegenerazione: (1) incremento del livello di tau totale (t-tau) e tau fosforilata (p-tau) nel liquido cerebrospinale, (2) ipometabolismo misurato attraverso tomografia a emissione di positroni con fluorodesossiglucosio (FDG-PET), (3) atrofia temporale mesiale rilevata tramite Risonanza magnetica strutturale (RM).

Il modello di progressione dei biomarcatori ipotizza che siano i livelli di beta-amiloide, sia nel liquido cerebrospinale che nel cervello, a risultare alterati per primi quando ancora la persona non manifesta alcun sintomo cognitivo. In seguito si osservano valori alterati di tau nel liquido cerebrospinale e successivamente l’ipometabolismo e l’atrofia cerebrale. I sintomi cognitivi sono associati in modo diretto ai fenomeni di neurodegenerazione e ne seguono la progressione.

In altre parole, i marcatori per l’amiloide evidenziano i primi cambiamenti osservabili nel corso della malattia di Alzheimer e restano stabili nella fase di deterioramento cognitivo lieve (MCI). I marcatori metabolici e funzionali, osservabili alla RM funzionale e alla FDG-PET, risultano anormali dalla fase di MCI e continuano a modificarsi nel corso degli stadi di demenza. I cambiamenti strutturali si osservano successivamente, seguendo un pattern temporale che riflette l’accumulo della proteina tau.

Negli ultimi decenni, quattro biomarcatori si sono dimostrati sufficientemente sensibili e/o specifici per la AD, ossia, l’atrofia dell’ippocampo indagata con Risonanza Magnetica strutturale, l’ipometabolismo temporoparietale con FDG-PET, i livelli anormali di Aß-42 e tau nel liquor cerebrospinale e gli elevati livelli di amiloide con PET per amiloide. Numerosi sforzi sono stati compiuti al fine di permettere la quantificazione, sia visiva che automatica, dei biomarcatori di imaging.

Uno degli obiettivi del progetto Rete-AD è stato l’implementazione dell’uso dei biomarcatori nella pratica clinica. Di seguito è gratuitamente disponibile il materiale didattico che descrive l’applicazione e l’interpretazione clinica dei biomarcatori di imaging attraverso degli strumenti di quantificazione visiva e automatica.