Sbloccare i misteri dell'Alzheimer: Intuizioni dalla mappatura di 1,3 milioni di cellule cerebrali

Un progetto per mappare i trascrittomiti di 1,3 milioni di cellule cerebrali per studiare l'Alzheimer ha portato a scoperte sull'elasticità cognitiva e sul ruolo degli astrociti nella funzione cerebrale. I risultati potrebbero guidare lo sviluppo di future terapie per l'Alzheimer. Crediti: SciTechDaily.com

I ricercatori hanno creato una libreria annotata di letture genetiche di geni provenienti da 1,3 milioni di cellule del cortex cerebrale, concentrandosi su individui con e senza malattia di Alzheimer.

Questo atlante completo, inteso per migliorare la comprensione molecolare dell'elasticità cognitiva e della vulnerabilità, rivela potenziali strategie per indurre artificialmente l'elasticità cognitiva.

Meno di un decennio fa, quando il Dr. Hansruedi Mathys ha avviato un ambizioso progetto per creare una libreria annotata di tutte le letture genetiche memorizzate all'interno di 100 cellule cerebrali individuali, il compito sembrava insormontabile.

Ora, con i progressi tecnologici, Mathys ha mappato con successo tali 'trascrittomiti' non solo da 100, ma da 1,3 milioni di cellule del cortex cerebrale di 48 individui con e senza malattia di Alzheimer.

Hansruedi Mathys, Ph.D. Credit: Hansruedi Mathys

Mathys, che ha introdotto l'analisi trascrittomici a livello cellulare su tessuti cerebrali umani post-mortem durante il suo addestramento post-dottorato ed è ora professore associato di neurobiologia presso la Scuola di Medicina dell'Università di Pittsburgh, afferma che l'atlante risultante del cervello umano in invecchiamento offre conoscenze molecolari sulla vulnerabilità e sull'elasticità cerebrale.

"Sono estremamente interessato a comprendere il fenomeno dell'elasticità cognitiva, dove, nonostante i segni caratteristici della patologia del tessuto di Alzheimer, gli individui non mostrano alcun deterioramento cognitivo", ha detto il Dr. Mathys. "I nostri recenti risultati mi hanno reso più ottimista che mai sulla possibilità di indurre artificialmente tale resilienza nelle persone altrimenti suscettibili alla perdita di memoria."

Nello studio, pubblicato il 24 luglio su Nature, Mathys e i suoi colleghi al Massachusetts Institute of Technology hanno analizzato i trascrittomiti delle cellule in sei diverse regioni cerebrali spesso colpite dalla patologia di Alzheimer. L'atlante risultante, ora disponibile online per i ricercatori di tutto il mondo, potrebbe essere utilizzato come strumento per la scoperta genica e molecolare di percorso influenti sulla salute cerebrale.

Scorci sulla Declino Cognitivo e sulle Funzioni Cellulari

Seguendo come i cambiamenti trascrittomici sono collegati al declino cognitivo e alla patologia di Alzheimer, Mathys e i suoi colleghi hanno scoperto che gli astrociti - uno dei tipi di cellule che compongono il telaio del tessuto cerebrale oltre a mantenere una serie di altre funzioni cruciali - potrebbero avere la chiave dell'elasticità cognitiva. Le ricerche in corso di Mathys, che sono risultate dalla mappatura del trascritoma, mirano a esplorare il significato funzionale dell'alterazione delle vie metaboliche degli astrociti per influenzare la funzione cognitiva.

"C'è ancora molto da imparare sulla malattia di Alzheimer e sul cervello umano", ha detto Mathys. "Questo progetto è solo l'inizio."

Riferimento: "Dissezione multi-regionale a livello di singola cellula della malattia di Alzheimer" di Hansruedi Mathys, Carles A. Boix, Leyla Anne Akay, Ziting Xia, Jose Davila-Velderrain, Ayesha P. Ng, Xueqiao Jiang, Ghada Abdelhady, Kyriaki Galani, Julio Mantero, Neil Band, Benjamin T. James, Sudhagar Babu, Fabiola Galiana-Melendez, Kate Louderback, Dmitry Prokopenko, Rudolph E. Tanzi, David A. Bennett, Li-Huei Tsai e Manolis Kellis, 24 luglio 2024, Nature. DOI: 10.1038/s41586-024-07606-7