Entschlüsselung der Alzheimer-Rätsel: Erkenntnisse aus der Kartierung von 1,3 Millionen Gehirnzellen

Ein Projekt, das Transkriptome von 1,3 Millionen Gehirnzellen kartiert, um Alzheimer zu erforschen, hat Erkenntnisse über kognitive Belastbarkeit und die Rolle von Astrozyten bei der Gehirnfunktion zutage gefördert. Die Erkenntnisse könnten als Leitfaden für die Entwicklung zukünftiger Alzheimer-Therapien dienen. Quelle: SciTechDaily.com

Forscher erstellten eine kommentierte Bibliothek von Genauslesungen von 1,3 Millionen Hirnrindenzellen, wobei sie sich auf Personen mit und ohne Alzheimer-Krankheit konzentrierten.

Dieser umfassende Atlas, der das molekulare Verständnis der kognitiven Belastbarkeit und Verletzlichkeit verbessern soll, enthüllt potenzielle Strategien zur künstlichen Herbeiführung kognitiver Belastbarkeit.

Vor weniger als einem Jahrzehnt, als Dr. Hansruedi Mathys ein ehrgeiziges Projekt startete, um eine kommentierte Bibliothek aller in 100 einzelnen Gehirnzellen gespeicherten Genauslesungen zu erstellen, erschien die Aufgabe entmutigend.

Jetzt, dank technologischer Fortschritte, gelang es Mathys, solche „Transkriptome“ nicht nur von 100, sondern von 1,3 Millionen Hirnrindenzellen von 48 Personen mit und ohne Alzheimer-Krankheit zu kartieren.

Hansruedi Mathys, Ph.D. Bildnachweis: Hansruedi Mathys

Mathys, der während seiner Postdoc-Ausbildung Pionierarbeit bei der Transkriptomanalyse einzelner Zellen an postmortalem menschlichem Hirngewebe leistete und heute Assistenzprofessor für Neurobiologie an der University of Pittsburgh School of Medicine ist, sagt, dass der daraus resultierende Atlas des alternden menschlichen Gehirns molekulare Erkenntnisse über die Verletzlichkeit und Widerstandsfähigkeit des Gehirns enthält.

„Ich bin äußerst daran interessiert, das Phänomen der kognitiven Widerstandsfähigkeit zu verstehen, bei dem Personen trotz der charakteristischen Anzeichen einer Alzheimer-Gewebepathologie keine kognitiven Beeinträchtigungen aufweisen“, sagte Dr. Mathys. „Unsere jüngsten Erkenntnisse haben mich hoffnungsvoller denn je gemacht, dass es möglich sein könnte, eine solche Widerstandsfähigkeit bei Menschen künstlich herbeizuführen, die ansonsten anfällig für Gedächtnisverlust sind.“

In der am 24. Juli in Nature veröffentlichten Studie analysierten Mathys und seine Kollegen am Massachusetts Institute of Technology Transkriptome von Zellen in sechs verschiedenen Gehirnregionen, die häufig von der Alzheimer-Pathologie betroffen sind. Der daraus resultierende Atlas, der jetzt online für Forscher weltweit verfügbar ist, könnte als Werkzeug für die Entdeckung von Genen und Molekülen in Signalwegen verwendet werden, die die Gesundheit des Gehirns beeinflussen.

Einblicke in kognitiven Abbau und Zellfunktionen

Indem sie verfolgten, wie transkriptomische Veränderungen mit kognitivem Abbau und der Alzheimer-Pathologie zusammenhängen, entdeckten Mathys und seine Kollegen, dass Astrozyten – einer der Zelltypen, die das Gerüst des Gehirngewebes bilden und gleichzeitig eine Vielzahl anderer wichtiger Funktionen erfüllen – ein Schlüssel zur kognitiven Belastbarkeit sein könnten. Mathys‘ laufende Forschung, die aus der Transkriptomkartierung resultierte, zielt darauf ab, die funktionelle Bedeutung der Veränderung der Stoffwechselwege von Astrozyten zu untersuchen, um die kognitive Funktion zu beeinflussen.

„Es gibt noch viel über die Alzheimer-Krankheit und das menschliche Gehirn zu lernen“, sagte Mathys. „Dieses Projekt ist erst der Anfang.“