A correlational study between serum cytokine measures, volumetric MR measures and global cognitive changes in alzheimer`s disease

Abstract

Alzheimer hastalığının erken tanı ve teşhisi bize erken müdahale olanağı sağlayacağı için hastalığın ilerlemesi makul düzeyde geciktirilebilir. Erken tanı koyabilmek içinde belirli ve güvenilir biyomarkerlere ihtiyaç duyulmaktadır. Fakat henüz herkesçe kabul görmüş bir marker yoktur. Bu çalışmada biz hacimsel MR ölçümleri ve serum sitokin markerleri arasındaki ilişkiyi incelemeyi hedefledik ayrıca bu ilişkiyi kullanarak Alzheimer hastalığına yakalanma riski yüksek olan insanlar için biyolojik ve klinik belirleyiciler bulmayı da amaçladık. Çalışmaya 28 Alzheimer hastası ve 16 sağlıklı kontrol katılmıştır. Bu çalışma için, Alzheimer hastalığında inflamasyon sürecinde rol aldığı düşünülen markerler (IL-1?, IL-1ß, IL-10, TNF-?) seçilmiştir. Ek olarak, Alzheimer hastalarının beyinlerindeki atrofik bölgeleri belirleyebilmek içinde hacimsel MR ölçümleri yapılmıştır. Bu hacimsel ölçümler otomatik bir yazılım olan FreeSurfer ile hesaplanmıştır. ELISA sonuçları bize Alzheimer hastalarının kontrollerden daha yüksek miktarda pro-inflamatuar sitokin (IL-1ß ve TNF-?) ürettiğini göstermiştir ve bu sonuç Alzheimer hastalığında etkisi olduğu düşünülen pro-inflamatuar hipotezini desteklemektedir. ROC eğrisi analizleri IL-1ß ve TNF-? serum seviyelerinin teşhis aracı olarak kullanılamayacağını göstermektedir. Fakat, teşhis aracı olarak serum IL-1? seviyesinin daha iyi bir aday olabileceği belirtilmiştir. Yapılan regresyon analizi, serum IL-1ß seviyesi ile beyin beyaz madde ve hipokampüs/amigdala hacimlerinin değişimi arasında anlamlı lineer bir ilişki olduğunu göstermektedir. Bunların yanı sıra, Alzheimer hastalığının şiddetinin derecelendirilmesinde Mini-Mental Durum Muayenesi kullanılmıştır. Yapılan regresyon analizi sonucunda serum sitokin seviyeleri ile bilişsel bozukluğun şiddeti arasında anlamlı bir ilişki olmadığı gösterilmiştir.

Earlier detection and diagnosis of Alzheimer's disease (AD) would permit earlierintervention, which conceivably could delay progression of this dementing disorder.In order to accomplish this goal, reliable and specic biomarkers are needed. Unfortunately,there is no yet such a universally accepted biomarker. In this study, we aimedto analyze the association between volumetric MR measurements and possible AD relatedserum cytokine biomarkers and to determine biological and clinical predictorsfor patients at high risk to develop AD. 28 AD patients and 16 healthy controls wereparticipated to the study. For this study biochemical markers (IL-1, IL-1, IL-10, TNF-) which were considered to play a pivotal role in the inammation process duringAD were chosen. Additionally, volumetric MR measurements were done to determineatrophic regions in the brain of AD patients. For this purpose, a fully automatedsoftware (FreeSurfer) was used. First of all, our ELISA measurements indicated thatpatients with AD produce increased quantities of pro-inammatory cytokines (IL-1and TNF-) than normal subjects and these results supporting the hypothesis thata pro-inammatory phenotype contributes to AD. ROC curve analysis showed thatIL-1 and TNF- serum levels could not be used as a diagnostic test tool. However,serum IL-1 level might be a better candidate to make a better diagnostic decision.Secondly, regression analysis revealed that serum IL-1 level had a signicant linearrelation with the volume changes of cerebral white matter and amygdala/hippocampus.Additionally, the Mini-Mental State Examination (MMSE) score was used as a scale ofAD severity. Regression analysis emphasized that serum cytokine levels did not havea signicant relation with the severity of cognitive impairment.