Irene Cumplido defensa amb èxit la sisena tesi doctoral desenvolupada al BBRC

Irene Cumplido, investigadora del Grup de Recerca en Neuroimatge del Barcelonaβeta Brain Research Center (BBRC), ha defensat la seva tesi doctoral, titulada “Biological brain-age prediction using Machine Learning on neuroimaging data: Links with pathophysiological mechanisms, dementia risk factors and cognitive decline”. 

El treball, dirigit pel Dr. Juan Domingo Gispert, s'ha centrat en el desenvolupament i la validació d'un biomarcador de l'envelliment del cervell basat en tècniques de neuroimatge mitjançant un model predictiu d'intel·ligència artificial. Aquest nou marcador, anomenat delta de l'edat cerebral (brain-age delta, en anglès), ha permès demostrar que la presència d'alteracions patològiques de la malaltia d'Alzheimer està associada a un envelliment cerebral accelerat. Tot i que ja s'havien relacionat tots dos fenòmens, la tesi ha comparat per primer cop aquestes dades amb marcadors biològics específics de la malaltia i factors de risc vinculats a l'envelliment. En aquest sentit, l'estimació de l'envelliment cerebral accelerat s'ha associat amb dipòsits anormals de beta-amiloide i la presència del genotip APOE-e4, entre d'altres.  La investigació obre així la porta a utilitzar aquest marcador en el desenvolupament d'intervencions preventives del declivi cognitiu en l'estil de vida. 

Irene Cumplido es va unir al BBRC el 2020 i ha desenvolupat la seva activitat investigadora a l'estudi de l'envelliment sa i patològic relacionat amb l'Alzheimer, i la seva afectació a la cognició, mitjançant la combinació de tècniques d'intel·ligència artificial i neuroimatge.

Hi hem parlat per conèixer la seva tesi i projectes.

Quines són les principals conclusions de la teva tesi? 

En aquesta tesi demostrem que podem desenvolupar un biomarcador basat en neuroimatges per a l'edat biològica del cervell (l'anomenada edat brain-age), que és robust i generalitzable entre participants de diferents cohorts. A més, hem descobert que tenir un cervell amb aparença de major edat s'associa amb una major pèrdua neuronal mesurada amb llum de neurofilament (NfL) en plasma, estadis més avançats de patologia amiloide i tau, i portar l'al·lel APOE-ε4, així com majors hiperintensitats de la substància blanca. D'altra banda, el brain-age podria mostrar diferències de sexe a l'envelliment cerebral. Per acabar, mostrem que el brain-age capta l'associació entre els factors de risc modificables i el deteriorament cognitiu longitudinal. Les nostres troballes també van mostrar que una major reactivitat microglial mediada per TREM2, mesurada com a sTREM2 en líquid cefaloraquidi (LCR), s'associa amb una edat cerebral més jove.

Quines portes ens obren aquestes troballes a la investigació de la malaltia d'Alzheimer?

Aquesta tesi ens ajuda a comprendre els mecanismes subjacents a l'envelliment biològic del cervell, el deteriorament cognitiu i la relació amb la malaltia d'Alzheimer i amb els diferents processos fisiològics cerebrals com la neurodegeneració, l'activació glia, i les malalties cerebrovasculars. Aquest fet posarà en relleu el potencial del brain-age per a les intervencions preventives adreçades al deteriorament cognitiu i proporciona informació sobre els mecanismes relacionats amb l'envelliment i la malaltia d'Alzheimer.

Com afrontes la teva nova etapa com a investigadora postdoctoral? En quines línies de recerca voldries aprofundir?

A partir d'ara, voldria aprofundir més en caracteritzar l'heterogeneïtat dels processos relacionats amb l'envelliment i les malalties neurodegeneratives. Aquests estudis ens poden ajudar a entendre els mecanismes biològics involucrats en aquestes malalties, obrint portes al desenvolupament de nous tractaments i de possibles intervencions de prevenció.