Odkrywanie tajemnic Alzheimera: Wnioski z mapowania 1,3 miliona komórek mózgowych

Projekt mapowania transkryptomów z 1,3 miliona komórek mózgowych w celu badania choroby Alzheimera ujawnił spojrzenia na odporność poznawczą i rolę astrocytów w funkcjonowaniu mózgu. Wyniki mogą przewodniczyć rozwojowi terapii choroby Alzheimera w przyszłości. Kredyt: SciTechDaily.com

Badacze stworzyli zanotowaną bibliotekę odczytów genów z 1,3 miliona komórek kory mózgowej, skupiając się na osobach z i bez choroby Alzheimera.

Ten kompleksowy atlas, mający na celu wzmocnienie molekularnego zrozumienia odporności poznawczej i podatności, ujawnia potencjalne strategie wywoływania sztucznej odporności poznawczej.

Mniej niż dekadę temu, kiedy Dr. Hansruedi Mathys rozpoczął ambitny projekt stworzenia zanotowanej biblioteki wszystkich odczytów genów przechowywanych wewnątrz 100 pojedynczych komórek mózgowych, zadanie to wydało się przytłaczające.

Teraz, dzięki postępowi technologicznemu, Mathys z powodzeniem zmapował takie "transkryptomy" nie tylko z 100, ale z 1,3 miliona komórek kory mózgowej z 48 osobami z i bez choroby Alzheimera.

Hansruedi Mathys, Ph.D. Kredyt: Hansruedi Mathys

Mathys, który był pionierem analiz transkryptomowych pojedynczych komórek na martwym ludzkim tkankę mózgową podczas swojego szkolenia posztdoktorskiego i obecnie jest asystentem profesora neurobiologii na Uniwersytecie Medycznym w Pittsburghu, mówi, że wynikowy atlas starzejącego się ludzkiego mózgu zawiera molekularne spojrzenia na podatność i odporność mózgu.

"Bardzo interesuję się zrozumieniem zjawiska odporności poznawczej, gdzie mimo charakterystycznych objawów patologii tkanki Alzheimera, osoby te nie wykazują zaburzeń poznawczych", powiedział Dr. Mathys. "Nasze ostatnie wyniki sprawiły, że jestem bardziej pełen nadziei niż kiedykolwiek, że możliwe jest sztuczne wywołanie takiej odporności u osób wrażliwych na utratę pamięci."

W badaniu, opublikowanym 24 lipca w Nature, Mathys i jego koledzy z Massachusetts Institute of Technology analizowali transkryptomy komórek w sześciu różnych regionach mózgu, które często są dotknięte patologią Alzheimera. Wynikowy atlas, który jest teraz dostępny online dla badaczy na całym świecie, może być używany jako narzędzie do odkrywania genów i molekuł wpływających na zdrowie mózgu.

Wnioski na Temat Zaniku Poznawczego i Funkcji Komórek

Śledząc jak zmiany transkryptomiczne są powiązane z zanikiem poznawczym i patologią Alzheimera, Mathys i jego koledzy odkryli, że astrocyty - jedno z typów komórek, które tworzą szkielet tkanki mózgowej oraz pełnią wiele innych kluczowych funkcji - mogą mieć klucz do odporności poznawczej. Badania prowadzone przez Mathysa, które wynikają z mapowania transkryptomu, mają na celu zbadanie znaczenia funkcjonalnego zmiany szlaków metabolicznych astrocytów dla wpływu na funkcje poznawcze.

"Wciąż wiele trzeba się nauczyć o chorobie Alzheimera i ludzkim mózgu", powiedział Mathys. "Ten projekt to dopiero początek."

Referencja: "Single-cell multiregion dissection of Alzheimer's disease" autorstwa 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 i Manolis Kellis, 24 lipca 2024 r., Nature. DOI: 10.1038/s41586-024-07606-7