- Een onderzoek van MIT onthult nieuwe inzichten in cellulaire kwetsbaarheden en neurale circuits bij de ziekte van Alzheimer.
- De studie identificeerde ook factoren die sommige mensen kunnen helpen cognitieve achteruitgang te weerstaan, zoals belangrijke hersencellen en voeding.
- Deze analyse benadrukt de relatie tussen cellulaire reacties en cognitieve flexibiliteit, wat nieuwe wegen biedt voor behandelingsstrategieën.
Nieuw onderzoek gepubliceerd in
In deze studie gebruikten onderzoekers een nieuwe aanpak om genexpressie in verschillende hersengebieden te vergelijken bij individuen met en zonder de ziekte van Alzheimer.
Hoewel hersencellen hetzelfde DNA delen, verschillen hun identiteit en activiteit op basis van patronen van genexpressie.
De onderzoekers analyseerden genexpressie in meer dan 1,3 miljoen cellen van meer dan 70 celtypen in zes hersengebieden in 48 weefseldonoren, van wie er 26 de ziekte van Alzheimer hadden en 22 niet.
Hoofdco-auteur Li Hui TsaiDe Picower hoogleraar neurowetenschappen en directeur van het Picower Institute for Learning and Memory en het Aging Brain Initiative aan het MIT legden de belangrijkste bevindingen uit van Medisch nieuws vandaagDe studie “identificeerde trajecten die verband houden met celdisfunctie en cognitieve flexibiliteit”, aldus de onderzoekers.
“Deze bevindingen bieden nieuwe doelen voor therapeutische interventie”, legt professor Cai uit.
“De celtypen die de grootste beschadiging vertonen (uitputting van de hersenen) bevinden zich in de hersengebieden die het belangrijkst zijn voor het ondersteunen van leren en geheugen (de entorhinale cortex en de hippocampus) en deze cellen delen één marker, Reelin, de metabolische route betrokken bij een specifiek type gliacel.” “Astrocyten, die astrocyten zijn, worden vooral verstoord bij de ziekte van Alzheimer. Bovendien lijkt de manier waarop astrocyten genen tot expressie brengen bij de synthese van antioxidanten, choline en polyaminen de veerkracht van een individu tegen dementie te beïnvloeden. “
– Professor Lee Hui Tsai
De onderzoekers analyseerden hersenmonsters van de prefrontale cortex, entorhinale cortex, hippocampus, anterieure thalamus, hoekige gyrus en mediale temporale cortex.
Ze hebben duizenden subtiele en belangrijke biologische veranderingen waargenomen, cel voor cel en gen voor gen, als reactie op de pathologie van de ziekte van Alzheimer.
Door deze informatie te koppelen aan de cognitieve status van patiënten konden onderzoekers begrijpen hoe cellulaire reacties verband houden met cognitieve achteruitgang of cognitieve flexibiliteit, wat kan wijzen op nieuwe behandelingen voor cognitief verlies.
Omdat ziekten tien jaar of langer vooraf kunnen gaan aan cognitieve symptomen, zelfs als de ziekten op dat moment niet kunnen worden behandeld, kan het mogelijk zijn om de cellulaire routes die de cognitieve functie ondersteunen te beschermen.
David Merril“Deze studie identificeert 76 soorten cellen die specifiek zijn voor het hersengebied,” zei Dr. “De hersenen onthullen de zwakte van cellen, hun reactie en hun vermogen om de ziekte van Alzheimer te weerstaan.”
“Dit werk maakt de weg vrij voor vroege detectie en gerichte therapeutische interventies – de lang gezochte belofte van precisiegeneeskundige benaderingen,” voegde hij eraan toe.
Enkele van de eerste tekenen van amyloïde- en neuronaal verlies bij de ziekte van Alzheimer verschijnen in gebieden die gericht zijn op het geheugen, zoals de hippocampus en de entorhinale cortex.
De onderzoekers identificeerden hiervoor een mogelijke reden: een significante vermindering van één type exciterende neuronen in de hippocampus en vier typen in de entorhinale cortex bij mensen met de ziekte van Alzheimer vergeleken met mensen zonder de ziekte.
Individuen met uitputting van deze neuronen scoorden aanzienlijk slechter op cognitieve beoordelingen.
Veel van deze kwetsbare neuronen maakten deel uit van een gemeenschappelijk neuraal circuit en brachten rechtstreeks een eiwit tot expressie, genaamd
Deze bevindingen benadrukken bijzonder kwetsbare neuronen, waarvan het verlies gepaard gaat met cognitieve achteruitgang, en die betrokken zijn bij een neuraal circuit en een moleculair pad.
A
Uit de studie bleek dat cognitieve achteruitgang geassocieerd is met het verlies van reelin-producerende neuronen.
Analyse van menselijk hersenweefsel en Alzheimer-modelmuizen bevestigde een vermindering van Reelin-positieve neuronen, wat de rol van Reelin in de gezondheid van de hersenen en het potentiële verlies ervan bij Alzheimerpatiënten onderstreept.
Onderzoekers willen begrijpen waarom sommige mensen een goede cognitieve functie hebben, ondanks hersenveranderingen die verband houden met de ziekte van Alzheimer.
Ze concentreerden zich op de genen, cellen en hersengebieden die verband houden met deze cognitieve flexibiliteit.
De onderzoekers ontdekten dat in verschillende hersengebieden een type hersencel genaamd astrocyten – die betrokken zijn bij antioxiderende activiteit, cholinemetabolisme en polyaminesynthese – essentieel was voor het behouden van de cognitieve functie, zelfs met hoge niveaus van schadelijke tau- en amyloïde-eiwitten.
De resultaten komen overeen met
Bovendien benadrukte de studie spermidine, een voedingssupplement met ontstekingsremmende voordelen, hoewel er meer onderzoek nodig is.
Door hersenweefselmonsters te onderzoeken bevestigde het team dat individuen met een betere cognitieve flexibiliteit hogere niveaus van bepaalde genen in astrocyten hadden, wat de voorspellingen van de eencellige RNA-analyse ondersteunt.
Onderzoekers hebben een nieuwe manier ontwikkeld om enorme gegevens uit individuele cellen te verwerken door verwante genen te groeperen in ‘genetische modules’.
Deze aanpak maakt gebruik van patronen van gecoördineerde genexpressie, vergelijkbaar met de manier waarop menselijke beweging gecoördineerde gezamenlijke acties impliceert.
Deze methode helpt om betrouwbaardere conclusies te trekken door groepen functioneel verwante genen te analyseren.
De onderzoekers willen deze methode gebruiken om meer ontdekkingen te doen en de controlemechanismen van deze genen te bestuderen om manieren te vinden om de progressie van de ziekte van Alzheimer te keren.
Dr. Merrill voegde hieraan toe: “Dit onderzoek benadrukt de complexiteit van de ziekte van Alzheimer en het belang van verschillende celtypen in de reactie van de hersenen op de ziekte. Het vergroten van het publieke bewustzijn van deze mechanismen ondersteunt een beter bewustzijn en een beter beheer van de ziekte van Alzheimer.”
“Reisliefhebber. Onruststoker. Popcultuurfanaat. Kan niet typen met bokshandschoenen aan.”