Определены различия между экспрессией генов при болезни Альцгеймера
Хотя болезнь Альцгеймера является одной из наиболее изученных патологий из-за ее высокой распространенности, молекулярные изменения, которые приводят к превращению астроцитов, типа клеток мозга, в реактивные астроциты, проявляющие очень выраженные морфологические изменения в ответ на стрессовую ситуацию, до сих пор неизвестны. Неизвестно также, почему нейроны в больном мозге испытывают трудности в общении друг с другом или с самими астроцитами.
В статье, опубликованной в журнале Neurobiology of Disease, международная группа исследователей с опытом работы с этими клетками и изучения нейродегенеративных заболеваний проанализировала генетические данные посмертных образцов мозга почти 800 человек, чтобы определить различия между экспрессией генов в астроцитах и нейронах из мозга людей с заболеванием и в клетках мозга людей без диагноза деменции, контрольной группы. Образцы поступили с портала Alzheimer Disease Knowledge portal и были получены из трех американских клиник: Больницей Маунт Синай, Клиникой Майо и Проектом изучения религиозного ордена/памяти и старения.
Исследователи изучали набор молекул РНК, или клеточный транскриптомом, который используется для определения того, какие из всех генов экспрессируются и в какой степени. "Изучая транскриптомы, мы можем увидеть, есть ли заглушенные или сверхэкспрессированные гены, и понять, что происходит внутри нейронов и астроцитов", - объясняет Елена Галеа, исследователь из Института нейроцитов (INc-UAB) и первый автор статьи.
Результаты показали высокую генетическую гетерогенность среди людей с одинаковым клиническим диагнозом, а также то, что более половины контрольных лиц имеют молекулярный профиль болезни Альцгеймера, которая характеризуется снижением экспрессии синаптических генов из-за повреждения и гибели нейронов.
"Это может указывать на то, что эти люди находились на очень ранней стадии заболевания (еще без симптомов), и подкрепляет идею о том, что клиническая диагностика должна дополняться поиском молекулярных маркеров, таких как белки синапсов нейронов, для определения стадии, в которой находится пациент", - объясняет Лидия Гименес-Ллорт, автор статьи и научный сотрудник кафедры психиатрии и юридической медицины UAB и INc-UAB. "В этом смысле мы работаем совместно с Фондом Паскуаля Марагаля над обнаружением белков астроцитов в крови пациентов с доклинической стадией болезни Альцгеймера", - добавляет доктор Галеа.
Исследование также показывает, как по мере прогрессирования болезни астроциты снижают экспрессию генов, кодирующих митохондриальные белки, что не позволяет митохондриям этих клеток (основным органеллам для клеточной энергии) нормально функционировать. Этот эффект может быть адаптацией астроцитов для компенсации токсичности белка амилоида и нарушает коммуникацию между астроцитами и нейронами.
"Мы считаем, что эта адаптация астроцитов способствует ухудшению течения болезни и поэтому может быть ключевым моментом в предотвращении ее прогрессирования", - объясняет д-р Галеа.
Данное исследование является наиболее полным транскриптомным анализом астроцитов человека при болезни Альцгеймера на сегодняшний день и имеет большое значение благодаря количеству проанализированных образцов. Полученные результаты подчеркивают необходимость использования молекулярных данных для стратификации пациентов на более генетически однородные группы для проведения клинических испытаний и получения более точной диагностики и лечения заболевания. Кроме того, они открывают возможность для разработки целевой терапии, направленной на защиту функции митохондрий астроцитов.
