Ruolo dei Biomarkers

Nonostante l'esame neurologico e studi radiografici, la valutazione iniziale dei pazienti con MTBI rimane sub-ottimale; tra gli esami di laboratorio effettuati di routine in ED non ve ne sono alcuni di particolare utilità nella valutazione dei pazienti con MTBI. In alcuni casi può essere indicata la misurazione dell’alcolemia o l’esecuzione dell’esame tossicologico delle urine, al fine di interpretare adeguatamente lo stato cognitivo del paziente, per una diagnosi differenziale.

Per colmare questa lacuna sono stati condotti svariati studi al fine di identificare markers biochimici che si comportassero da fattori predittivi di outcome a lungo termine per il MTBI.

Quando si realizza un trauma cerebrale, infatti, dagli assoni danneggiati si liberano proteine, le quali sono in grado di attraversare la barriera ematoencefalica (BEE) e si

rendono rilevabili nella circolazione ematica, pertanto l'identificazione di biomarkers biochimici associati a TBI potrebbe offrire numerosi vantaggi. Alcune proteine altamente espresse nel SNC sono anche rilevabili, anche se a concentrazioni molto basse, anche nella matrice extracellulare dei tessuti periferici e nel sangue periferico124, 125. Poiché la raccolta di campioni di sangue periferico è notevolmente più facile che la raccolta di CSF nella pratica clinica di routine, molti biomarkers candidati CSF di lieve TBI sono stati anche valutati nel sangue periferico.

La bassa concentrazione di biomarkers potenziali nel sangue periferico è una limitazione tecnica all'utilizzo della maggior parte degli standard immunodiagnostici. Tuttavia, il numero di potenziali biomarkers di lesioni cerebrali nel sangue periferico sta aumentando costantemente, poiché gli strumenti analitici per la loro individuazione diventano sempre più sensibili126_.

I biomarkers possono identificare i processi difficili da riconoscere con l’imaging come il DAI, inoltre possono fornire la prova di lesioni tissutali in corso e il rischio di deterioramento neurologico, apportando un importante contributo alle informazioni radiografiche. Questi dati possono dare risposte in tempo reale riguardo le lesioni cerebrali susseguenti agli eventi acuti, nonché identificare i pazienti a rischio di sequele neurocognitivo a lungo termine dopo un MTBI.

La necessità di biomarkers diagnostici e prognostici di TBI è ancora maggiore nelle strutture sanitarie senza un accesso immediato a studi radiografici. Il valore diagnostico sta nella facilità di esecuzione e nella possibilità di individuare e accelerare il trattamento appropriato, permettendo di stratificare i pazienti che potrebbero beneficiare di ulteriori prove radiografiche, di ospedalizzazione o di osservazione.

Uno strumento diagnostico basato su biomarkers potrebbe anche guidare decisioni di fine vita dopo una grave TBI. Attualmente, l'esame neurologico e il GCS sono spesso affidati a determinare la probabilità di mortalità. i biomarkers potrebbero fornire informazioni aggiuntive prognostiche dopo gravi TBI. Un esempio di utilizzo dei biomarcatori nel processo decisionale prognostico è la posizione dell'Accademia Americana di Neurologia che l'enolasi neurone-specifica del CSF

(NSE) può essere utile nella previsione di scarso esito a seguito di lesioni cerebrali anossiche127.

NSE è un enzima glicolico che è localizzato in neuroni e cellule neuroendocrine, come le cellule surrenali, ipofisarie e pineali, e le cellule non CNS, come gli eritrociti. I livelli di NSE sono relativamente sensibili alle lesioni precoci e possono essere rilevabili entro 6 ore dalla lesione. Anche se diversi studi hanno dimostrato elevazioni nel siero NSE dopo un trauma cranico moderato e grave, dato la sua limitata sensibilità, può essere più utile in combinazione con altri biomarcatori. Tra pazienti con lesioni gravi, il 100% aveva livelli di NSE CSF al di sopra dei livelli normali e il 47% aveva aumentato il valore di NSE nel siero128_.

Tuttavia, non tutti gli studi hanno dimostrato risultati così promettenti; un'altra difficoltà con NSE è la sua presenza nel tessuto extra-cerebrale, ad esempio è presente negli eritrociti e si possono verificare elevazioni secondarie all'emolisi. Le proteine -S100-B e la Glial fibrillary acidic protein (GFAP) hanno entrambi ricevuto una considerevole attenzione come markers di lesioni astrogliali nel sangue periferico. Due articoli sui biomarkers in rapporto al TBI hanno evidenziato che i livelli di S100-B e GFAP nel siero sono aumentati nei pazienti con TBI e correlano con i punteggi Glasgow Coma Scale e risultati neuroradiologici129, 130_.

Questi risultati potrebbero aiutare a differenziare i pazienti con TBI lieve da quelli con TBI moderato e grave e migliorare le previsioni prognostiche. Tuttavia, S100-B è anche espresso in tipi cellulari extracerebrali, compresi adipociti e condrociti.

Per questo motivo alcuni ricercatori hanno espresso preoccupazione che l'aumento osservato nei livelli di siero di S100 -B in pazienti con TBI potrebbe essere attribuibile al rilascio di questa proteina da tessuti periferici danneggiati, come ossa fratturate o muscoli scheletrici feriti. Anzi, elevati livelli sierici di S100-B sono stati osservati in entrambi i pazienti con traumi multipli e atleti senza lesioni alla testa131. Inoltre, i livelli sierici di S100-B possono aumentare in risposta alla disfunzione della barriera ematoencefalica.(Zetterberg et al., Nat rev Neurol 2013)132.

GFAP non è stata ancora riscontrata. Uno studio sui pazienti con MTBI con anomalie alla TC o MRI del cervello ha mostrato livelli elevati di siero di GFAP133.

Tuttavia, questi livelli di marker non erano in grado di prevedere l’outcome dei pazienti a 6 mesi dopo il TBI.

I biomarkers per il trauma cranico hanno il potenziale per aiutare nelle decisioni di gestione del paziente precoce e facilitano il disegno di sperimentazione clinica. Gli approcci razionali per identificare i biomarcatori candidati includono la valutazione di diversi componenti della cascata di lesioni cerebrali, come l'infiammazione, l'attivazione gliale, lesioni neuronali e la perossidazione dei lipidi. Tuttavia, anche se questo rimane un'attiva area di ricerca, al momento non esiste un singolo biomarker con caratteristiche discriminatorie sufficientemente robuste per essere clinicamente utili nella diagnosi e nella gestione del TBI.