Die Gehirne von Menschen mit Alzheimer sind gespickt mit plaques: protein-Aggregate, bestehend hauptsächlich aus amyloid-beta. Trotz jahrzehntelanger Forschung, der eigentliche Beitrag dieser plaques für den Krankheitsprozess ist noch nicht klar. Ein Forschungs-team unter der Leitung von Bart De Strooper und Mark fiers zusammensetzt bei der VIB-KU Leuven Center for Brain &-Krankheit Forschung in Leuven in Belgien verwendet, bahnbrechende Technologien genau zu studieren, was passiert im Gehirn Zellen in der direkten Umgebung von plaques. Ihre Erkenntnisse, veröffentlicht in der renommierten Fachzeitschrift Cell, zu zeigen, wie verschiedene Zelltypen im Gehirn zusammenarbeiten, um mount eine komplexe Reaktion auf die amyloid-plaques, die mögliche Schutzwirkung auf den ersten, aber später schädigend auf das Gehirn.
Die Rolle von amyloid-plaques bei der Alzheimer-Krankheit hat verblüfft Wissenschaftler seit Alois Alzheimer erstmals beschrieben Sie in das Gehirn einer Frau mit Jungen einsetzende Demenz. Nun, über ein Jahrhundert später, haben wir gelernt, viel über die molekularen Prozesse, führen zu neurodegeneration und der anschließenden Gedächtnisverlust, aber die Beziehung zwischen den plaques und den Krankheitsverlauf im Gehirn ist noch unklar.
„Amyloid-plaques könnte als trigger dienen oder als Fahrer von Krankheit, und die Anhäufung von beta-amyloid im Gehirn wahrscheinlich initiiert eine komplexe vielzellige neurodegenerativen Prozess“, sagt professor Bart De Strooper (VIB-KU Leuven). Sein team Karte die molekularen Veränderungen, die stattfinden in den Zellen in der Nähe der amyloid-plaques.
„Wir haben die neuesten Technologien zu analysieren, Genom-weite transkriptomischen Veränderungen induziert durch amyloid-Ablagerungen (plaques) in Hunderten von kleinen Gewebe-domains“, erklärt Mark fiers zusammensetzt, co-lead auf der Studie. „Auf diese Weise konnten wir generieren einen großen Datensatz der transkriptionellen änderungen in Antwort auf die Erhöhung der amyloid-Pathologie, sowohl in der Maus und menschliche Gehirne.“
Zwei co-expression Netzwerke
„Wir konzentrierten uns auf die transkriptomischen Veränderungen in der unmittelbaren Nachbarschaft der amyloid-plaques, mit einer 50-Mikrometer-perimeter“, erklärt Wei-Ting Chen, postdoc in De Strooper team. In einem gut untersuchten genetischen mausmodells zeigen, amyloid-Pathologie, identifizierten die Wissenschaftler haben zwei neue gene co-expression Netzwerke, erschien sehr empfindlich auf beta-amyloid deposition.
Chen stellt fest: „Mit Zunehmender beta-amyloid-Ablagerung, einer mehrzelligen co-exprimierten gene response gegründet wurde, umfasst nicht weniger als 57 plaque-induzierten Genen.“ Diese Gene waren vor allem ausgedrückt in der astroglia und mikroglia, zwei Arten von unterstützenden Zellen des Gehirns, und wurden nicht co-ausgedrückt in der Abwesenheit von amyloid-plaques.
„Wir fanden auch interessante Veränderungen in einem zweiten Netzwerk, ausgedrückt vor allem durch eine andere Art von Zellen, nämlich der oligodendrozyten“, fügt Ashley Lu, Ph. D. student in das team. „Dieses gen-Netzwerk aktiviert wurde, die unter milden amyloid-stress, aber erschöpft in mikroumgebungen mit hoher amyloid-Akkumulation.“
„Viele Gene, die in beide Netze zeigen ähnliche Veränderungen im menschlichen Gehirn Muster, die Stärkung unserer Beobachtungen,“ fügt fiers zusammensetzt.
Targeting-plaques
„Unsere Daten zeigen, dass amyloid-plaques sind nicht Unbeteiligte Zuschauer der Krankheit, wie manchmal vorgeschlagen, aber in der Tat zu induzieren eine starke und koordinierte Reaktion aller umliegenden Zelltypen“, sagt De Strooper.
„Weitere arbeiten sind erforderlich, um zu verstehen, ob, und wenn, Entfernung von amyloid-plaques—zum Beispiel durch Antikörper-Therapie, die derzeit in der Entwicklung zur Behandlung von amyloid-plaques—ausreichend ist, um reverse-diese laufende zelluläre Prozesse.“