Serum TCA cycle metabolites in Lewy bodies dementia and Alzheimer's disease: Network analysis and cognitive prognosis

Se han documentado anomalías en el ciclo del ácido tricarboxílico (TCA) en la demencia. A través del análisis de redes, los metabolitos del ciclo TCA podrían reflejar indirectamente anomalías conocidas relacionadas con la demencia en las vías bioquímicas, y los metabolitos clave podrían estar asocia...

Full description

Autores:
Jaramillo-Jimenez, Alberto
Giil, Lasse M.
Borda, Miguel Germán
Tovar-Rios, Diego A.
Kristiansen, Kåre Andre
Bruheim, Per
Aarsland, Dag
Barreto, George E
Berge, Rolf Kristian
Tipo de recurso:
Article of investigation
Fecha de publicación:
2023
Institución:
Pontificia Universidad Javeriana
Repositorio:
Repositorio Universidad Javeriana
Idioma:
N/A
OAI Identifier:
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Acceso en línea:
https://www.sciencedirect.com/journal/mitochondrion
http://hdl.handle.net/10554/64256
https://doi.org/10.1016/j.mito.2023.05.002
Palabra clave:
Ciclo del ácido cítrico
Deterioro cognitivo
Demencia
Demencia con cuerpos de Lewy
enfermedad de alzheimer
Citric acid cycle
Cognitive decline
Dementia
Dementia with Lewy bodies
Alzheimer's disease
Rights
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Atribución-NoComercial 4.0 Internacional
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description Se han documentado anomalías en el ciclo del ácido tricarboxílico (TCA) en la demencia. A través del análisis de redes, los metabolitos del ciclo TCA podrían reflejar indirectamente anomalías conocidas relacionadas con la demencia en las vías bioquímicas, y los metabolitos clave podrían estar asociados con el pronóstico. Este estudio analizó los metabolitos del ciclo de TCA como predictores del deterioro cognitivo en una cohorte de demencia leve y exploró las posibles interacciones con el diagnóstico de demencia con cuerpos de Lewy (LBD) o enfermedad de Alzheimer (EA) y el genotipo APOE-ε4. Se incluyeron 145 pacientes con demencia leve (LBD = 59; AD = 86). Los metabolitos del ciclo de TCA en suero se analizaron al inicio del estudio y se realizaron redes de correlación parcial. El rendimiento cognitivo se midió anualmente durante 5 años con el Mini-examen del estado mental. Los modelos Tobit de efectos mixtos longitudinales evaluaron cada metabolito de referencia como predictor del deterioro cognitivo a los 5 años. Se exploraron las interacciones APOE-ε4 y de diagnóstico. Los resultados mostraron concentraciones de metabolitos comparables en LBD y AD. Las redes corregidas de pruebas múltiples mostraron coeficientes más grandes para una correlación negativa entre piruvato-succinato y correlaciones positivas entre fumarato-malato y citrato-isocitrato tanto en LBD como en AD. En la muestra total, los modelos mixtos ajustados mostraron asociaciones significativas entre la concentración inicial de citrato y las puntuaciones longitudinales del MMSE. En los portadores de APOE-ε4, el isocitrato inicial predijo las puntuaciones del MMSE. Concluimos que, en la demencia leve, las concentraciones de citrato sérico podrían estar asociadas con el deterioro cognitivo posterior, así como las concentraciones de isocitrato en los portadores de APOE-ε4. La regulación a la baja de la actividad enzimática en la primera mitad del ciclo TCA (deshidrogenasas descarboxiladoras), con regulación al alza en la segunda mitad (solo deshidrogenasas), podría reflejarse indirectamente en las redes de metabolitos del ciclo TCA sérico.
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A través del análisis de redes, los metabolitos del ciclo TCA podrían reflejar indirectamente anomalías conocidas relacionadas con la demencia en las vías bioquímicas, y los metabolitos clave podrían estar asociados con el pronóstico. Este estudio analizó los metabolitos del ciclo de TCA como predictores del deterioro cognitivo en una cohorte de demencia leve y exploró las posibles interacciones con el diagnóstico de demencia con cuerpos de Lewy (LBD) o enfermedad de Alzheimer (EA) y el genotipo APOE-ε4. Se incluyeron 145 pacientes con demencia leve (LBD = 59; AD = 86). Los metabolitos del ciclo de TCA en suero se analizaron al inicio del estudio y se realizaron redes de correlación parcial. El rendimiento cognitivo se midió anualmente durante 5 años con el Mini-examen del estado mental. Los modelos Tobit de efectos mixtos longitudinales evaluaron cada metabolito de referencia como predictor del deterioro cognitivo a los 5 años. Se exploraron las interacciones APOE-ε4 y de diagnóstico. Los resultados mostraron concentraciones de metabolitos comparables en LBD y AD. Las redes corregidas de pruebas múltiples mostraron coeficientes más grandes para una correlación negativa entre piruvato-succinato y correlaciones positivas entre fumarato-malato y citrato-isocitrato tanto en LBD como en AD. En la muestra total, los modelos mixtos ajustados mostraron asociaciones significativas entre la concentración inicial de citrato y las puntuaciones longitudinales del MMSE. En los portadores de APOE-ε4, el isocitrato inicial predijo las puntuaciones del MMSE. Concluimos que, en la demencia leve, las concentraciones de citrato sérico podrían estar asociadas con el deterioro cognitivo posterior, así como las concentraciones de isocitrato en los portadores de APOE-ε4. La regulación a la baja de la actividad enzimática en la primera mitad del ciclo TCA (deshidrogenasas descarboxiladoras), con regulación al alza en la segunda mitad (solo deshidrogenasas), podría reflejarse indirectamente en las redes de metabolitos del ciclo TCA sérico.Q2Abnormalities in the Tri-Carboxylic-Acid (TCA) cycle have been documented in dementia. Through network analysis, TCA cycle metabolites could indirectly reflect known dementia-related abnormalities in biochemical pathways, and key metabolites might be associated with prognosis. This study analyzed TCA cycle metabolites as predictors of cognitive decline in a mild dementia cohort and explored potential interactions with the diagnosis of Lewy Body Dementia (LBD) or Alzheimer's Disease (AD) and APOE-ε4 genotype. We included 145 mild dementia patients (LBD = 59; AD = 86). Serum TCA cycle metabolites were analyzed at baseline, and partial correlation networks were conducted. Cognitive performance was measured annually over 5-years with the Mini-mental State Examination. Longitudinal mixed-effects Tobit models evaluated each baseline metabolite as a predictor of 5-year cognitive decline. APOE-ε4 and diagnostic interactions were explored. Results showed comparable metabolite concentrations in LBD and AD. Multiple testing corrected networks showed larger coefficients for a negative correlation between pyruvate – succinate and positive correlations between fumarate – malate and citrate – Isocitrate in both LBD and AD. In the total sample, adjusted mixed models showed significant associations between baseline citrate concentration and longitudinal MMSE scores. In APOE-ε4 carriers, baseline isocitrate predicted MMSE scores. We conclude that, in mild dementia, serum citrate concentrations could be associated with subsequent cognitive decline, as well as isocitrate concentrations in APOE-ε4 carriers. Downregulation of enzymatic activity in the first half of the TCA cycle (decarboxylating dehydrogenases), with upregulation in the latter half (dehydrogenases only), might be indirectly reflected in serum TCA cycle metabolites' networks.https://orcid.org/0000-0001-5832-0603https://scholar.google.com/citations?user=MrICwaMAAAAJ&hl=enhttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001429659Revista Internacional - IndexadaSiPDFapplication/pdfN/ACiclo del ácido cítricoDeterioro cognitivoDemenciaDemencia con cuerpos de Lewyenfermedad de alzheimerCitric acid cycleCognitive declineDementiaDementia with Lewy bodiesAlzheimer's diseaseSerum TCA cycle metabolites in Lewy bodies dementia and Alzheimer's disease: Network analysis and cognitive prognosisSerum TCA cycle metabolites in Lewy bodies dementia and Alzheimer's disease: Network analysis and cognitive prognosisArtículo de revistahttp://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb11725Mitochondrion71ORIGINALSerum TCA cycle metabolites in.pdfSerum TCA cycle metabolites in.pdfapplication/pdf2564897http://repository.javeriana.edu.co/bitstream/10554/64256/1/Serum%20TCA%20cycle%20metabolites%20in.pdfba0e3a377b224251eef24a496b78f8dfMD51open accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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