알츠하이머 연구에서 p-Tau 217만 보면 충분할까요?
혈액 Biomarker Panel을 이해하는 방법

Alzheimer's disease는 하나의 biomarker만으로 설명하기 어려운 복합적인 disease process입니다. 최근에는 Aβ42/40, p-Tau 217, p-Tau 205, GFAP, NfL처럼 서로 다른 병리학적 과정을 반영하는 biomarker를 함께 분석하는 접근이 중요해지고 있습니다.

왜 여러 Biomarker가 필요할까요?

Alzheimer's disease에서는 amyloid accumulation, tau phosphorylation과 aggregation, glial activation, neuronal injury 등 여러 biological event가 서로 다른 시점에 진행됩니다.

따라서 하나의 marker를 측정하는 것보다 서로 다른 disease biology를 반영하는 biomarker를 함께 관찰하면 연구 대상의 상태를 보다 입체적으로 이해할 수 있습니다.

① Aβ42 / Aβ40 — Amyloid Biology

Amyloid-β 42와 40의 ratio는 amyloid pathology 연구에서 중요한 biomarker 중 하나입니다. Aβ42/40을 이용하면 individual Aβ concentration보다 biological variation의 영향을 줄이면서 amyloid-related change를 평가할 수 있습니다.

② p-Tau 217 — Early Alzheimer-Related Tau Signal

Tau protein은 neuron의 microtubule 안정성 유지에 관여하지만, Alzheimer's disease에서는 비정상적으로 phosphorylation되고 aggregation될 수 있습니다.

그중 p-Tau 217은 Alzheimer-related pathology와 밀접하게 연결된 blood-based biomarker로 활발히 연구되고 있습니다.

혈액 내 농도가 매우 낮기 때문에 serum이나 plasma에서 연구하려면 ultrasensitive detection technology가 특히 중요합니다.

③ p-Tau 205 — 보다 Downstream의 Tau Pathology

모든 phosphorylated tau marker가 동일한 disease stage를 반영하는 것은 아닙니다.

p-Tau 205는 p-Tau 217이나 p-Tau 181과 비교해 보다 downstream의 tau pathology와 연결되는 emerging biomarker로 연구되고 있습니다.

따라서 서로 다른 p-Tau species를 함께 연구하면 단순히 “tau가 증가했는가?”를 넘어 tau pathology가 어느 단계에 있는가를 연구하는 데 도움이 될 수 있습니다.

④ GFAP — Astrocyte Activation

GFAP(Glial Fibrillary Acidic Protein)는 astrocyte와 관련된 biomarker입니다.

Amyloid와 tau가 주요 pathological protein을 반영한다면, GFAP는 glial response와 neuroinflammatory biology를 바라보는 또 다른 biological axis를 제공합니다.

⑤ NfL — Neuroaxonal Injury

NfL(Neurofilament Light Chain)은 neuronal/axonal injury와 관련하여 다양한 neurological disease에서 연구되는 biomarker입니다.

NfL은 Alzheimer-specific marker라기보다는 neurodegeneration 또는 neuronal injury의 정도를 바라보는 complementary marker로 활용할 수 있습니다.

각 Biomarker가 답하는 질문은 다릅니다

왜 Ultrasensitive Assay가 필요할까요?

CSF와 달리 peripheral blood에서는 neurological biomarker가 매우 낮은 농도로 존재할 수 있습니다.

Quanterix의 Simoa®는 single-molecule 기반 digital immunoassay technology를 이용해 traditional immunoassay로 측정하기 어려운 low-abundance protein을 serum과 plasma에서 정량하는 데 활용됩니다.

예를 들어 Simoa® p-Tau 217 Advantage PLUS assay는 human serum 및 EDTA plasma용으로 analytical LLOQ 0.005 pg/mL, LOD 0.001 pg/mL의 성능을 제시하고 있습니다.

이는 blood-based neurological biomarker 연구에서 assay sensitivity가 experimental design 자체를 결정할 수 있음을 보여주는 좋은 예입니다.

Neurodegeneration Biomarker 연구 체크리스트

✓ 연구하려는 biology가 amyloid, tau, inflammation 또는 neuronal injury 중 무엇인가?

✓ Plasma / serum / CSF 중 어떤 sample을 사용할 것인가?

✓ 예상 biomarker concentration이 assay LLOQ보다 높은가?

✓ p-Tau species를 하나만 볼 것인가, 여러 species를 비교할 것인가?

✓ GFAP 또는 NfL 같은 complementary marker가 필요한가?

✓ Longitudinal monitoring이 필요한가?

✓ Single-plex와 multiplex 중 어떤 방식이 연구 목적에 적합한가?

Alzheimer's 또는 Neurodegeneration Biomarker 연구를 준비하고 계신가요?

알앤디메이트에서는 p-Tau, Aβ, GFAP, NfL 등 neurological biomarker 연구에 필요한 ultrasensitive immunoassay kit와 관련 연구 제품을 검토합니다.

Target biomarker, sample type, 예상 농도 범위와 연구 목적을 알려주시면 적합한 assay와 제품 구성을 함께 검토해 드립니다.