Alzheimer: o boală a creierului cu impact sistemic - noi dovezi dintr-un atlas celular creat pe musca de laborator

Un nou studiu publicat în revista Neuron aduce dovezi solide că boala Alzheimer, în mod tradițional considerată o afecțiune neurodegenerativă cerebrală, are implicații sistemice care afectează întreaga organism. Cercetarea, realizată de o echipă de la Baylor College of Medicine și Jan and Dan Duncan Neurological Research Institute din Texas, oferă o hartă detaliată a efectelor proteinelor implicate în Alzheimer asupra a peste 200 de tipuri celulare din corpul musculiței Drosophila melanogaster, un model clasic pentru studiul geneticii umane.
boala Alzheimer este caracterizată de acumularea cerebrală a proteinelor beta-amiloid (Aβ42) și Tau, care duc la formarea plăcilor senile și a încurcăturilor neurofibrilare. Aceste agregate proteice contribuie la disfuncția neuronală și pierderea progresivă a funcțiilor cognitive. Deși majoritatea studiilor s-au concentrat asupra creierului, simptome precum pierderea mirosului, tulburări metabolice sau digestive, și alte modificări sistemice, sugerează că Alzheimer ar putea avea un impact mult mai larg.

Despre studiu

Folosind inginerie genetică, cercetătorii au creat muște adulte care exprimau fie Aβ42, fie Tau exclusiv în neuroni, evitând astfel efectele dezvoltării precoce. Această strategie a permis explorarea directă a consecințelor proteinelor asupra ȓesuturilor adulte. Prin secvențiere nucleară la nivel unic (snRNA-seq), s-a obținut un atlas celular al bolii Alzheimer (AD-FCA), care include 624.458 nuclei din 219 tipuri celulare, provenind din capul și corpul musculiței.

Rezultate

• Exprimarea neuronală a proteinei Aβ42 a afectat predominant sistemul nervos, cu vulnerabilitate crescută în rândul neuronilor senzoriali implicați în vedere, auz și miros. S-au identificat subpopulații specifice de neuroni olfactivi deteriorați, sugerând o posibilă explicație pentru pierderea mirosului observată precoce la pacienți.
• Exprimarea proteinei Tau a determinat modificări semnificative în ȓesuturile periferice: alterarea metabolismului lipidic, disfuncții digestive și scăderea fertilității. Aceste fenomene reflectă accelerarea proceselor de îmbătrânire, sugerând un efect pro-imbatranire al Tau la nivel sistemic.
• S-a identificat un cluster neuronal specific în muștele Aβ42, caracterizat prin expresie crescută a lactat dehidrogenazei (LDH). Acest cluster a fost regăsit și în modele murine (5XFAD) și în datele transcriptomice umane din Alzheimer, sugerând un mecanism conservat al metabolismului energetic anormal.
• Modelele cu exprimare neuronală de Tau au prezentat defecte conservate în metabolismul grăsimilor, similare cu cele din modelele murine de tauopatii.

Concluzii

Studiul aduce o perspectivă nouă asupra Alzheimer ca afecțiune sistemică, în care disfuncția neuronală afectează multiple organe prin perturbarea comunicării creier-corp. Atlasul celular creat oferă o resursă valoroasă pentru cercetarea neurodegenerării și deschide calea identificării unor biomarkeri sistemici și a unor noi ținte terapeutice în afecțiunile neurodegenerative. Explorarea diferențelor de impact sistemic dintre proteinele Aβ42 și Tau sugerează că abordările terapeutice în Alzheimer ar trebui personalizate în funcție de profilul molecular predominant al pacientului.