Page 19 - Anales_81_1_2015
P. 19
Mini-Review
analesranf.com
About the vibrational spectroscopy in the diagnosis of Alzheimer’s
disease
Title in Spanish: Sobre la espectroscopía vibracional en el diagnóstico de la enfermedad de Alzheimer
P. Carmona1*, E. López-Tobar1, M. Molina2, A. Toledano3,4
1Instituto de Estructura de la Materia (CSIC), Serrano 121, 28006 Madrid. 2Escuela Universitaria de Óptica, Universidad
Complutense, Madrid. 3Instituto Cajal (CSIC), Av. Dr. Arce 37, 28002 Madrid.4Académico Correspondiente de la RANF
A B S TRA CT: Two-dimensional correlation RES UMEN: La espectroscopía vibracional de
vibrational spectroscopy is emerging as an alternative correlación bidimensional surge como una técnica
technique to detect relatively small alterations in alternativa para la detección de cambios relativamente
composition and molecular structure of complex pequeños en la composición y/o estructura molecular de
biological systems such as blood plasma resulting from sistemas biológicos complejos como es el plasma
pathological, physical and chemical processes occuring sanguíneo, derivados de procesos patológicos, físicos y
in body. In this paper the main concepts considered in químicos que tienen lugar en el organismo. En este
the use of infrared and Raman spectroscopies in their trabajo se describen los principales conceptos que se
two-dimensional form and their application in the search consideran en el uso de la espectroscopía infrarroja y
for markers for the diagnosis of Alzheimer’s disease are Raman en su modalidad bidimensional y su aplicación
described. Some examples of representation of spectral en la búsqueda de marcadores para el diagnóstico de la
markers in ROC curves showing accuracies in enfermedad de Alzheimer. Asimismo se describen
classifications of samples greater than 80% are also algunos ejemplos de representación de marcadores
discussed. espectrales en curvas ROC indicativas de un grado de
exactitud en la clasificación de muestras superior al
80%.
*Corresponding Author: p.carmona@iem.cfmac.csic.es An Real Acad Farm Vol. 81, Nº 1 (2015), pp. 19-24
Received: January 21, 2015 Accepted: February 24, 2015 Language of Manuscript: Spanish
1. INTRODUCCIÓN encontrar ningún síntoma o signo que explique la causa de
la misma.
En los próximos 50 años se espera que la enfermedad
de Alzheimer (EA) afecte a 100 millones de personas en el Otros procedimientos actuales incluyen la
mundo. Es de sobra conocido que las características identificación de marcadores para el diagnóstico clínico
patofisiológicas más importantes de la enfermedad de precoz de la EA utilizando técnicas de imagen tales como
Alzheimer son las placas seniles y los ovillos las de resonancia magnética nuclear (RMN) y tomografía
neurofibrilares. El componente mayoritario de dichas por emisión de positrones (PET) (2). Pero estos
placas es el péptido β-amiloide (Aβ). Este péptido de 39- procedimientos son generalmente muy caros, y la
43 aminoácidos es muy hidrofóbico, se libera en la disponibilidad de instrumentación al respecto no se ha
escisión proteolítica de la proteína precursora amiloidea generalizado. Existen también técnicas alternativas de
(APP) y se agrega para formar oligómeros. Estos diagnóstico de la EA tales como pruebas genéticas y
oligómeros a su vez se agregan para formar fibras, que se ensayos neuroquímicos de fluidos corporales. En el caso
depositan en el parénquima cerebral y originan las placas de las pruebas genéticas, existe una asociación
seniles (1). Los efectos neurotóxicos del péptido Aβ significativa del alelo épsilon 4 (ε4) de la apolipoproteína
implican también cambios en la composición y estructura E (ApoE) con la EA de inicio tardío, pero la
de las membranas neuronales, afectando a sus propiedades genotipificación de la ApoE no se recomienda actualmente
fisicoquímicas. Uno de los mayores retos respecto a esta como estrategia regular de la EA debido a la baja
enfermedad neurodegenerativa reside en la consecución de sensibilidad y especificidad (3).
un método de diagnóstico precoz con vistas a la
administración de un tratamiento adecuado. En la Los biomarcadores en fluidos corporales tales como
actualidad el diagnóstico definitivo más eficaz está LCR, plasma y suero podrían ser utilizados para
limitado a un examen post-mortem. En la enfermedad de incrementar la exactitud del diagnóstico del deterioro
Alzheimer, el diagnóstico clínico se hace por exclusión cognitivo leve (DCL) y la predicción de su evolución. El
tras estudiar el especialista si existe una demencia y no LCR es un buen recurso para la investigación en
enfermedades neurodegenerativas, pero su aplicación
@Real Academia Nacional de Farmacia. Spain
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About the vibrational spectroscopy in the diagnosis of Alzheimer’s
disease
Title in Spanish: Sobre la espectroscopía vibracional en el diagnóstico de la enfermedad de Alzheimer
P. Carmona1*, E. López-Tobar1, M. Molina2, A. Toledano3,4
1Instituto de Estructura de la Materia (CSIC), Serrano 121, 28006 Madrid. 2Escuela Universitaria de Óptica, Universidad
Complutense, Madrid. 3Instituto Cajal (CSIC), Av. Dr. Arce 37, 28002 Madrid.4Académico Correspondiente de la RANF
A B S TRA CT: Two-dimensional correlation RES UMEN: La espectroscopía vibracional de
vibrational spectroscopy is emerging as an alternative correlación bidimensional surge como una técnica
technique to detect relatively small alterations in alternativa para la detección de cambios relativamente
composition and molecular structure of complex pequeños en la composición y/o estructura molecular de
biological systems such as blood plasma resulting from sistemas biológicos complejos como es el plasma
pathological, physical and chemical processes occuring sanguíneo, derivados de procesos patológicos, físicos y
in body. In this paper the main concepts considered in químicos que tienen lugar en el organismo. En este
the use of infrared and Raman spectroscopies in their trabajo se describen los principales conceptos que se
two-dimensional form and their application in the search consideran en el uso de la espectroscopía infrarroja y
for markers for the diagnosis of Alzheimer’s disease are Raman en su modalidad bidimensional y su aplicación
described. Some examples of representation of spectral en la búsqueda de marcadores para el diagnóstico de la
markers in ROC curves showing accuracies in enfermedad de Alzheimer. Asimismo se describen
classifications of samples greater than 80% are also algunos ejemplos de representación de marcadores
discussed. espectrales en curvas ROC indicativas de un grado de
exactitud en la clasificación de muestras superior al
80%.
*Corresponding Author: p.carmona@iem.cfmac.csic.es An Real Acad Farm Vol. 81, Nº 1 (2015), pp. 19-24
Received: January 21, 2015 Accepted: February 24, 2015 Language of Manuscript: Spanish
1. INTRODUCCIÓN encontrar ningún síntoma o signo que explique la causa de
la misma.
En los próximos 50 años se espera que la enfermedad
de Alzheimer (EA) afecte a 100 millones de personas en el Otros procedimientos actuales incluyen la
mundo. Es de sobra conocido que las características identificación de marcadores para el diagnóstico clínico
patofisiológicas más importantes de la enfermedad de precoz de la EA utilizando técnicas de imagen tales como
Alzheimer son las placas seniles y los ovillos las de resonancia magnética nuclear (RMN) y tomografía
neurofibrilares. El componente mayoritario de dichas por emisión de positrones (PET) (2). Pero estos
placas es el péptido β-amiloide (Aβ). Este péptido de 39- procedimientos son generalmente muy caros, y la
43 aminoácidos es muy hidrofóbico, se libera en la disponibilidad de instrumentación al respecto no se ha
escisión proteolítica de la proteína precursora amiloidea generalizado. Existen también técnicas alternativas de
(APP) y se agrega para formar oligómeros. Estos diagnóstico de la EA tales como pruebas genéticas y
oligómeros a su vez se agregan para formar fibras, que se ensayos neuroquímicos de fluidos corporales. En el caso
depositan en el parénquima cerebral y originan las placas de las pruebas genéticas, existe una asociación
seniles (1). Los efectos neurotóxicos del péptido Aβ significativa del alelo épsilon 4 (ε4) de la apolipoproteína
implican también cambios en la composición y estructura E (ApoE) con la EA de inicio tardío, pero la
de las membranas neuronales, afectando a sus propiedades genotipificación de la ApoE no se recomienda actualmente
fisicoquímicas. Uno de los mayores retos respecto a esta como estrategia regular de la EA debido a la baja
enfermedad neurodegenerativa reside en la consecución de sensibilidad y especificidad (3).
un método de diagnóstico precoz con vistas a la
administración de un tratamiento adecuado. En la Los biomarcadores en fluidos corporales tales como
actualidad el diagnóstico definitivo más eficaz está LCR, plasma y suero podrían ser utilizados para
limitado a un examen post-mortem. En la enfermedad de incrementar la exactitud del diagnóstico del deterioro
Alzheimer, el diagnóstico clínico se hace por exclusión cognitivo leve (DCL) y la predicción de su evolución. El
tras estudiar el especialista si existe una demencia y no LCR es un buen recurso para la investigación en
enfermedades neurodegenerativas, pero su aplicación
@Real Academia Nacional de Farmacia. Spain
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