Zmiany w łączności mózgu wykryte u osób z przedkliniczną chorobą Alzheimera

Boston – a Nowe badanie Prowadzony przez naukowców z Massachusetts General Hospital (MGH) pokazuje efekt akumulacji wczesnych białek amyloidowych beta i tau, zaburzających połączenia między strukturami mózgu ważnymi dla pamięci. Te zakłócone połączenia były obecne jeszcze przed zauważeniem oznak upośledzenia funkcji poznawczych. Odkrycia mogą prowadzić do strategii, które mogą pomóc we wczesnym wykryciu stanu.

Od lat naukowcy wiedzieli, że choroby amyloidu beta i tau, charakterystyczne dla choroby Alzheimera, mogą powodować śmierć neuronów – najbardziej obfitych komórek mózgu – ostatecznie prowadząc do osłabienia i demencji. Dr Yakil Queiroz, starszy autor artykułu opublikowanego w Materiały Narodowej Akademii Nauk. Quiroz jest badaczem na wydziałach psychiatrii i neurologii oraz dyrektorem Laboratorium Neuroobrazowania Rodzinnej Demencji MGH, Wielokulturowego Programu Zapobiegania Chorobie Alzheimera.

Aby dowiedzieć się więcej o tym zjawisku, Queiroz i współpracownicy wykorzystali obrazowanie pozytonową tomografią emisyjną (PET) do obrazowania tau i amyloidu oraz funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI), aby zbadać, w jaki sposób patologie choroby Alzheimera odnoszą się do łączności między regionami mózgu i sieciami u osób z duża grupa. Rodzina licząca ponad 6000 osób żyjących z chorobą Alzheimera rozprzestrzeniła się z Antioquii w Kolumbii w Ameryce Południowej. U osób z mutacją znaną jako Presenilin-1 E280A prawie na pewno rozwinie się demencja Alzheimera, zwykle wykazująca objawy łagodnego upośledzenia funkcji poznawczych (MCI) w wieku 44 lat i demencji w wieku 49 lat. Żadna z badanych osób nie miała żadnych objawów poznawczych z dystansu. Queiroz i jej koledzy na przestrzeni lat nawiązali wyjątkową relację z tym kolumbijskim gatunkiem, ostatecznie tworząc w 2015 r. badanie COLBOS (Columbia: Boston), aby dowiedzieć się więcej o tym, jak choroba postępuje, zanim pojawią się zaburzenia funkcji poznawczych, i znaleźć wrażliwe biomarkery, które pozwolą przewidzieć, kto jest obecny . Wysokie ryzyko demencji.

Wcześniej ten zespół badawczy wykazał, że osoby te wykazują wysoki poziom amyloidu — prawie dwie dekady przed wystąpieniem MCI, a patologię tau — prawie sześć lat przed jej pojawieniem. „Badanie tej wyjątkowej grupy może naprawdę pomóc nam zrozumieć, w jaki sposób choroby amyloidu beta i tau mogą wpływać na komunikację mózgu na wiele lat przed rozwojem demencji” – mówi Edmarie Guzmán-Vélez, współautorka artykułu badawczego.

Zespół wykorzystał funkcjonalne obrazowanie rezonansem magnetycznym do zbadania obszarów mózgu na poziomie wokseli, podobnie do pikseli reprezentujących trójwymiarowe jednostki składające się z milionów komórek mózgowych, aby przyjrzeć się łączności w obrębie różnych sieci mózgowych i między nimi. Dowiedzieli się, że nosiciele mutacji wykazywali zaburzenia komunikacji w głównej sieci pamięci mózgu na wiele lat przed pojawieniem się upośledzenia funkcji poznawczych w rodzinie. Naukowcy opracowali również nowe podejście matematyczne, które łączy funkcjonalne obrazowanie rezonansem magnetycznym i obrazowanie molekularne, aby wyraźniej widzieć, kiedy obszary mózgu zaczynają się rozdzielać podczas procesu chorobowego.

„To matematyczne podejście pokazało, w jaki sposób dysfunkcję sieci pamięci można wyjaśnić wczesnymi stadiami patologii tau” – mówi Ibay Diaz, współautor artykułu badawczego. Odkrycia te sugerują, że funkcjonalne odłączenie jest widoczne, gdy tau zaczyna gromadzić się w mózgu i przed wykryciem atrofii mózgu, co jest oznaką neurodegeneracji.

„To odkrycie pozwala lepiej zrozumieć, w jaki sposób patologia związana z chorobą Alzheimera zmienia funkcjonalną regulację mózgu na wiele lat przed wystąpieniem upośledzenia funkcji poznawczych” – mówi Queiroz. „Te odkrycia są ekscytujące, ponieważ sugerują również, że funkcjonalny MRI może być używany w przyszłości do identyfikacji osób, które mogą już cierpieć na chorobę Alzheimera w mózgu i mogą rozwinąć demencję w przyszłości, chociaż nadal potrzebne są dalsze badania”.

Naukowcy mają nadzieję, że wizja ta nada priorytetowym i ważnym badaniom przedklinicznym i klinicznym choroby Alzheimera, zwłaszcza tym, których celem jest zapobieganie chorobom. Queiroz dodaje: „Teraz wiemy, że wiele rzeczy dzieje się w mózgu osób zagrożonych chorobą Alzheimera, nawet zanim pojawią się oznaki upośledzenia pamięci, więc mamy nadzieję, że takie odkrycia poprawią naszą wiedzę na temat przedklinicznej choroby Alzheimera i pomóc ulepszyć selekcję tych, którzy odniosą największe korzyści” z udziału w badaniach klinicznych”.

Jorge Sibulker jest współautorem. Finansowanie tych badań zostało zapewnione przez nagrody od National Institutes of Health, grant od Alzheimer’s Association, Massachusetts General Hospital Executive Committee for ECOR Research oraz MGH Research Scholar Award.

O Szpitalu Ogólnym w Massachusetts
Massachusetts General Hospital, założony w 1811 roku, jest największym szpitalem klinicznym w Harvard Medical School. ten publiczny instytut badawczy Prowadzi największy w kraju program badań szpitalnych, z rocznymi poszukiwaniami przekraczającymi 1 miliard dolarów i zatrudnia ponad 9500 naukowców pracujących w ponad 30 instytutach, ośrodkach i wydziałach. W sierpniu 2021 r. nazwana jest msza 5-roczna in Wiadomości z USA i raport ze świata Lista „Najlepszych szpitali w Ameryce”. MGH jest członkiem-założycielem Mass General Brigham Healthcare System.