Biomarkers and cognitive function in Down syndrome : validation for phenotyping cognitive impairment

Abstract

Clinical trials seeking to improve cognitive performance are in dire need of biochemical biomarkers that reflect the processes taking place in the brain. In Down syndrome, this information is crucial to understand the progression of cognitive decline, or to evaluate the beneficial effects of a treatment, but there are few available biomarkers for this condition. We have analyzed the association between biomarkers (biochemical, genetic), executive functions, and cognitive decline, in the context of a clinical trial, taking into account extrinsic factors (education, diet) that may obscure the interpretation of the obtained results. We found that altered lipid profile or increased homocysteine concentrations in plasma are associated to worse executive functions. Additionally, increased plasma concentrations of amyloid peptides are associated to early dementia signs. I also optimized a new technique of tissue and cell culture to obtain neuronal precursors from the nasal olfactory epithelium for biomarker studies. The results of this study should provide with new tools to evaluate treatment efficacy and cognitive decline risk in the context of clinical trials in Down syndrome.

Els assajos clínics que cerquen la millora del rendiment cognitiu tenen la necessitat de disposar de biomarcadors que reflecteixin els processos que tenen lloc en el cervell. En la síndrome de Down aquesta informació és crucial per a entendre la progressió del declini cognitiu o per a avaluar els efectes beneficiosos d’un tractament però encara hi ha pocs biomarcadors disponibles per a aquesta afectació. Hem avaluat l’associació entre biomarcadors (bioquímics, genètics), funcions executives i declini cognitiu, en el context d’un assaig clínic, tenint en compte factors extrínsecs (educació, dieta) que poden afectar la interpretació dels resultats. Els nostres demostren que un perfil lipídic alterat o unes concentracions incrementades d’homocisteïna en plasma estan associats a pitjors funcions executives. També observem una associació entre concentracions incrementades de pèptids amiloides i signes primerencs de demència. També he optimitzat una nova tècnica de cultiu tissular i cel·lular per a obtenir precursors neuronals de l’epiteli olfactiu per a l’estudi de biomarcadors. Els resultats d’aquest estudi podrien proporcionar noves eines per a avaluar l’eficàcia de tractament i el risc de declini cognitiu en el context d’assaigs clínics en la síndrome de Down.