La identificazione di markers della singola patologia, specie se individuabili con precocità, incide su un duplice aspetto: la possibilità di effettuare una diagnosi anticipata rispetto ai segni clinici, aprendo le porte ad una terapia efficace negli stadi iniziali, ma anche alla possibilità di controllare l’efficacia di ciascuna molecola terapeutica sui singoli sottoprocessi che si sviluppano nell’iter patologico.

La letteratura scientifica dimostra come nelle patologie neurodegenerative, da un unico processo iniziale si diparta, nel tempo, una serie di sottoprocessi più o meno autonomi, autosostenenti e divergenti, ognuno dei quali contribuisce alla distruzione dei neuroni/motoneuroni interessati.

La possibilità di seguire nel tempo con un rapido controllo, i markers di ciascun sottoprocesso (ossidativo, nitrosilante, glicosilante, infiammatorio, eccitatorio, proteico, tossico, etc.), ci fornisce immediatamente il quadro della situazione: le aree cerebro-spinali nelle quali i singoli sottoprocessi sono attivi, la loro intensità, il rapporto reciproco, ecc.. Appare evidente come una simile  metodica possa consentire di ottimizzare la terapia in tempi brevi, selezionando le singole molecole ed il loro dosaggio, gli intervalli di somministrazione, nonché la loro eventuale interazione o sinergia.

Larga parte della letteratura scientifica pertinente, ipotizza la formazione di metabolici e cataboliti nei processi ossidativi e nitrosilanti con anticipo rispetto ai primi segni clinici, in tutte le malattie degenerative.[14][15] Un importante contributo alla valutazione dell’anticipo è stato dato da Hitoshi Marita et al. nel 2001[16] dimostrando come la formazione del marker di ossidazione del DNA, 8-hydroxy-2-deoxy-guanosine (8-OHdG), si formi nei topi con largo anticipo (oltre il 10% della vita, nell’uomo cinquantenne dunque più di cinque anni), rispetto ai primi segni clinicamente riscontrabili. L’ossidazione del DNA e quindi la formazione di 8-OHdG, è universalmente riconosciuto come uno dei primi segni di degenerazione in atto nella SLA, AD, PD ed HD.

Questo contributo sperimentale ha costituito una pietra miliare di fondamentale importanza in questo progetto.

Altri cataboliti che possono essere individuati in modo precoce in diverse patologie degenerative sono: la 3-nitrotirosina (3-NT), indicatrice della presenza di perossinitrito, formata per nitrazione dei residui di tiroxine. Il perossinitrito porta a perossidazione dei lipidi di membrana con formazione di 4-hydroxy-2-nonenal (4-HNE), un’aldeide con elevate capacità distruttrici, capace di inibire la glicolisi e la sintesi di acidi nucleici e proteine,[17] ma anche malondialdeide ed altre aldeidi di non minore importanza. La carenza degli enzimi catalasi (CAT) e glutatione perossidasi (GSH-Px) porta, in diversi casi, ad accumulo di perossido di idrogeno (H2O2)[18]. Un marker astrogliale, il glutamine synthetase, è alto nella SLA e nell’AD[19].

L’ossidazione delle proteine porta a formazione di carbonili di proteine, così come si riscontra la presenza di carbonili di zuccheri. Un marker precoce della componente glicosilativa è costituito dall’1-hexitol-lisina
(1-HL), che si forma molto precocemente nel processo di glicosilazione che porta alla formazione di AGE.[20]
Nell’Alzheimer si ha la formazione precoce di Amiloid β-peptide (A β),[21] ma anche della proteina protettrice myo-Inositolo. Nell’ALS si forma la β-amyloid precursor protein (β-APP) come la Transglutaminase (TGase) nella parte anteriore del cordone spinale, solamente nel periodo iniziale della malattia. [22]

Nel Parkinson è significativa la presenza di citochine infiammatorie nella substantia nigra, in particolare TNF-α, IL-1β ed IFN-γ. [23] . Di grande rilievo la situazione dei neurotrasmettitori presenti nelle aree cerebro-spinali: serotonina nell’AD, dopamina e noradrenalina nell’ALS, cortisolo nello stress, etc.

Un capitolo a parte è costituito dai metalli, siano essi liberi o aggregati ai relativi transporters (metallothioneins o altro): sono presi in esame il rame (Cu), lo zinco (Zn), il ferro: (Fe), il manganese (Mn), il cadmio (Cd), l’alluminio (Al), il piombo (Pb), il mercurio (Hg) ed altri metalli di transizione o pesanti di volta in volta ritenuti significativi nell’effettuazione della diagnosi.