| Data: |
2026 |
| Resum: |
La malaltia d'Alzheimer associada a la síndrome de Down (DSAD) és una forma genèticament determinada per la malaltia d'Alzheimer. La seva trajectòria neuropatològica altament predictible, juntament amb una mida poblacional substancialment més gran en comparació amb les cohorts d'Alzheimer autosòmic dominant, la converteix en un model particularment valuós per investigar mecanismes patològics precoços i específics de cada estadi. Si bé els biomarcadors en sang detecten de manera fiable la patologia amiloide i tau, el plasma no té la sensibilitat necessària per capturar processos fisiopatològics més amplis i específics de cada tipus cel·lular. Les vesícules extracel·lulars d'origen cerebral (BDEVs) enriquides a partir de sang perifèrica poden contribuir a superar aquesta limitació, oferint una biòpsia líquida específica de cada tipus cel·lular del sistema nerviós central. En la present tesi doctoral es va analitzar el contingut molecular de vesícules extracel·lulars plasmàtiques d'origen neuronal (NDEVs) i astrocitari (ADEVs) per investigar mecanismes patològics de cada tipus cel·lular al llarg del continu de la DSAD. En primer lloc, vam avaluar les alteracions del precursor del factor de creixement nerviós (proNGF) en NDEVs plasmàtiques al llarg del continu d'Alzheimer en la síndrome de Down. Els nivells de proNGF en NDEVs van augmentar progressivament a partir de la tercera dècada de vida i van permetre distingir els estadis asimptomàtics dels simptomàtics de la malaltia d'Alzheimer, una discriminació prèviament restringida al líquid cefalorraquidi. A més, el proNGF en NDEVs va correlacionar amb la patologia tau, el dany neuronal i el declivi de la memòria episòdica, fet que dona suport a la seva potencial utilitat per monitorar la vulnerabilitat colinèrgica. En segon lloc, vam desenvolupar i validar un protocol en dos passos per a l'enriquiment d'ADEVs a partir de plasma humà, combinant la precipitació basada en polímer amb la immunocaptura mitjançant un anticòs contra GLAST. Aquesta metodologia pretenia abordar una mancança crítica d'estandardització en el camp i va establir la base analítica necessària per a la posterior anàlisi del contingut d'EVs astrocitàries. Finalment, vam aplicar proteòmica multiplexada ultrasensible (NULISAseq de 127 analits) a NDEVs i ADEVs aparellades en DSAD. Aquest abordatge va demostrar una major detectabilitat d'analits en ADEVs en comparació amb la plataforma Olink en cohorts independents, i va revelar alteracions moleculars de neurodegeneració, neuroinflamació i disfunció neurovascular. Específicament, NEFH, CXCL10, PGK1 i NPY en NDEVs, juntament amb FLT1 en ADEVs, es van trobar elevats en la síndrome de Down i van correlacionar amb biomarcadors plasmàtics establerts d'Alzheimer. A més, alguns marcadors en NDEVs van mostrar tendències creixents associades a l'estadi clínic al llarg del continu. En conjunt, combinant protocols validats d'enriquiment de vesícules extracel·lulars amb proteòmica ultrasensible, aquesta tesi aporta evidència que les BDEVs plasmàtiques capturen alteracions moleculars que reflecteixen disfunció neurotròfica, neuroinflamació i estrès neurovascular, les quals no són fàcilment detectables en biofluids convencionals. Aquests resultats donen suport a la potencial utilitat de les BDEVs com a estratègia viable i no invasiva per monitorar mecanismes patològics específics de cada tipus cel·lular al llarg del continu de la DSAD i podrien contribuir a la identificació de dianes terapèutiques. |
| Resum: |
La enfermedad de Alzheimer asociada al síndrome de Down (DSAD) es una forma genéticamente determinada de la enfermedad de Alzheimer, cuya trayectoria neuropatológica altamente predecible y su tamaño poblacional sustancialmente mayor en comparación con las cohortes de Alzheimer autosómico dominante, la convierten en un modelo particularmente valioso para investigar mecanismos patológicos tempranos y específicos de cada estadio. Si bien los biomarcadores en sangre detectan de forma fiable la patología amiloide y tau, el plasma carece de la sensibilidad necesaria para capturar procesos fisiopatológicos más amplios y específicos de cada tipo celular. Las vesículas extracelulares de origen cerebral (BDEVs) enriquecidas a partir de sangre periférica pueden contribuir a superar esta limitación, ofreciendo una biopsia líquida específica de cada tipo celular del sistema nervioso central. En la presente tesis doctoral se analizó el contenido molecular de vesículas extracelulares plasmáticas de origen neuronal (NDEVs) y astrocitario (ADEVs) para investigar mecanismos patológicos de cada tipo celular a lo largo del continuo de DSAD. En primer lugar, evaluamos las alteraciones del precursor del factor de crecimiento nervioso (proNGF) en NDEVs plasmáticas a lo largo del continuo de Alzheimer en el síndrome de Down. Los niveles de proNGF en NDEVs aumentaron progresivamente a partir de la tercera década de vida y distinguieron los estadios asintomáticos de los sintomáticos de la enfermedad de Alzheimer, una discriminación previamente restringida al líquido cefalorraquídeo. Además, el proNGF en NDEVs correlacionó con la patología tau, el daño neuronal y el declive de la memoria episódica, lo que respalda su potencial utilidad para monitorizar la vulnerabilidad colinérgica. En segundo lugar, desarrollamos y validamos un protocolo en dos pasos para el enriquecimiento de ADEVs a partir de plasma humano, combinando la precipitación basada en polímero con la inmunocaptura con un anticuerpo contra GLAST. Esta metodología buscó abordar una carencia crítica de estandarización en el campo, estableciendo la base analítica necesaria para el posterior análisis del contenido de EVs astrocitarias. Finalmente, aplicamos proteómica multiplexada ultrasensible (NULISAseq de 127 analitos) a NDEVs y ADEVs pareadas en DSAD. Este abordaje demostró una mayor detectabilidad de analitos en ADEVs en comparación con la plataforma Olink en cohortes independientes, y reveló alteraciones moleculares de neurodegeneración, neuroinflamación y disfunción neurovascular. Específicamente, NEFH, CXCL10, PGK1 y NPY en NDEVs, junto con FLT1 en ADEVs, se encontraron elevados en el síndrome de Down y correlacionaron con biomarcadores plasmáticos establecidos de Alzheimer. Adicionalmente, algunos marcadores en NDEVs mostraron tendencias crecientes asociadas al estadio clínico a lo largo del continuo. En conjunto, combinando protocolos robustos de enriquecimiento de vesículas extracelulares con proteómica ultrasensible, esta tesis aporta evidencia de que las BDEVs plasmáticas capturan alteraciones moleculares que reflejan disfunción neurotrófica, neuroinflamación y estrés neurovascular, las cuales no son fácilmente detectables en biofluidos convencionales. Estos hallazgos respaldan la potencial utilidad de las BDEVs como una estrategia viable y no invasiva para monitorizar mecanismos patológicos específicos de cada tipo celular a lo largo del continuo de DSAD y podrían contribuir a la identificación de dianas terapéuticas. |
| Resum: |
Down syndrome-associated Alzheimer's disease (DSAD) is a genetically determined form of AD whose highly predictable neuropathological trajectory and substantially larger population size compared to autosomal-dominant AD cohorts make it a particularly valuable model to investigate early, stage-specific pathological mechanisms. While blood-based biomarkers reliably detect core amyloid and tau pathology, bulk plasma lacks the sensitivity to capture broader cell-specific pathophysiological processes. Brain-derived extracellular vesicles (BDEVs) enriched from peripheral blood may help address this limitation, offering a cell-specific liquid biopsy of the central nervous system. This doctoral thesis interrogated the molecular cargo of plasma neuron-derived (NDEVs) and astrocyte-derived extracellular vesicles (ADEVs) to investigate cell-specific pathological mechanisms across the DSAD continuum. First, we evaluated nerve growth factor precursor (proNGF) alterations in plasma NDEVs across the AD continuum in DS. NDEV proNGF progressively increased from the third decade of life and distinguished asymptomatic from symptomatic AD stages, a discrimination previously more robustly observed in cerebrospinal fluid. Furthermore, NDEV proNGF correlated with tau pathology, neuronal injury, and episodic memory decline, supporting its potential utility for tracking cholinergic vulnerability. Second, we developed and validated a two-step protocol for ADEV enrichment from human plasma, combining polymer-based precipitation with GLAST-targeted immunocapture. This methodology aimed to address a critical standardization gap in the field, establishing the analytical foundation required for subsequent astrocyte-derived EV profiling. Finally, we applied ultrasensitive multiplex proteomics (127-plex NULISAseq) to paired NDEVs and ADEVs in DSAD. This approach showed superior analyte detectability in ADEVs compared to the Olink platform in independent cohorts and revealed signatures of neurodegenerative, neuroinflammatory, and neurovascular dysfunction. Specifically, NEFH, CXCL10, PGK1, and NPY in NDEVs alongside FLT1 in ADEVs were elevated in DS and correlated with established plasma AD biomarkers. Additionally, some NDEV markers exhibited stage-associated increasing trends across the continuum. Overall, by combining robust EV enrichment protocols with ultrasensitive proteomics, this thesis provides evidence that plasma BDEVs capture molecular signatures of neurotrophic dysfunction, neuroinflammation, and neurovascular stress that are not readily captured in bulk biofluids. These findings support the potential utility of BDEV profiling as a viable, non-invasive strategy to monitor cell-specific disease mechanisms across the DSAD continuum and may ultimately contribute to the identification of therapeutic targets. |
| Nota: |
Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Neurociències |
| Drets: |
Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, i la comunicació pública de l'obra, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original. No es permet la creació d'obres derivades.  |
| Llengua: |
Anglès |
| Document: |
Tesi doctoral ; Text ; Versió publicada |
| Matèria: |
Vesícules extracel·lulars ;
Extracellular vesicles ;
Vesículas extracelulares ;
Ciències de la Salut ;
616.8 |
visitant ::
identificació
