Investigadors de Cambridge (Regne Unit) han realitzat la primera anàlisi exhaustiu dels gens que s’expressen en cèl·lules cerebrals individuals de pacients amb Alzheimer, oferint així un mapa complet de com la malaltia afecta el cervell.
En concret, l’estudi, publicat a la revista ‘Nature’, ha revelat que un procés anomenat mielinització per axons s’altera significativament en pacients amb Alzheimer. A més, ha evidenciat que les cèl·lules cerebrals d’homes i dones varien significativament en la forma en què els seus gens responen a la malaltia.
Els investigadors van analitzar mostres de cervell postmortem de 24 persones que van mostrar alts nivells de patologia de la malaltia d’Alzheimer i 24 persones d’edat similar que no tenien aquests signes de malaltia. Els investigadors també tenien dades sobre el rendiment dels subjectes en les proves cognitives.
L’equip va realitzar una seqüenciació d’ARN d’una sola cèl·lula en aproximadament 80.000 cèl·lules dels participants. “Els estudis previs d’expressió gènica en pacients amb Alzheimer han mesurat els nivells generals d’ARN en una secció del teixit cerebral, però aquests estudis no distingeixen entre els tipus de cèl·lules, el que pot emmascarar els canvis que ocorren en tipus de cèl·lules menys abundants “, han explicat els autors.
Seqüenciació d’una sola cèl·lula
Usant l’enfocament de la seqüenciació d’una sola cèl·lula, els investigadors van poder analitzar no només els tipus de cèl·lules més abundants, que inclouen neurones excitadores i inhibidores, sinó també cèl·lules cerebrals no neuronals més rares, com oligodendròcits, astròcits i micròglia. Els investigadors van descobrir que cada un d’aquests tipus de cèl·lules mostrava diferents diferències en l’expressió gènica en els pacients amb Alzheimer.
Alguns dels canvis més significatius van ocórrer en els gens relacionats amb la regeneració dels axons i la mielinització. La mielina és una beina greix que aïlla els axons, ajudant-los a transmetre senyals elèctrics. En aquest sentit, els investigadors van trobar que en els individus amb Alzheimer, els gens relacionats amb la mielinització es van veure afectats tant en les neurones com en els oligodendròcits, les cèl·lules que produeixen la mielina. De fet, la majoria d’aquests canvis específics de tipus cel·lular en l’expressió gènica van ocórrer d’hora en el desenvolupament de la malaltia.
En etapes posteriors, els investigadors van observar que la majoria dels tipus de cèl·lules tenien patrons molt similars de canvi en l’expressió gènica. Específicament, la majoria de les cèl·lules cerebrals van detectar gens relacionats amb la resposta a l’estrès, la mort cel·lular programada i la maquinària cel·lular necessària per mantenir la integritat de les proteïnes.
Així mateix, els científics van descobrir correlacions entre els patrons d’expressió gènica i altres mesures de la gravetat de la malaltia d’Alzheimer, com el nivell de plaques amiloides i els embolics neurofibril·lars, així com els trastorns cognitius. Això els va permetre identificar “mòduls” de gens que semblen estar relacionats amb diferents aspectes de la malaltia.
“Per identificar aquests mòduls vam idear una estratègia innovadora que involucra l’ús d’una xarxa neuronal artificial i que ens va permetre aprendre els conjunts de gens que estan vinculats als diferents aspectes de la malaltia d’Alzheimer d’una manera completament imparcial i basada en dades. Anticipem que aquesta estratègia serà valuosa per identificar també mòduls de gens associats amb altres trastorns cerebrals “, han asseverat.
Diferències entre homes i dones
La troballa més sorprenent, segons els investigadors, va ser el descobriment d’una diferència dramàtica entre les cèl·lules cerebrals dels pacients d’Alzheimer homes i dones, ja que van observar que les neurones excitadores i altres cèl·lules cerebrals dels pacients masculins van mostrar canvis en l’expressió gènica menys pronunciats en la malaltia que les cèl·lules de les dones, tot i que els pacients van mostrar símptomes similars, incloses les plaques d’amiloide i els trastorns cognitius. Per contra, les cèl·lules cerebrals de pacients dones van mostrar canvis en l’expressió gènica dramàticament més greus en la malaltia d’Alzheimer i un conjunt ampliat de vies alterades.
Fins al moment, no està clar per què existeix aquesta discrepància, si bé la diferència de sexe va ser particularment marcada en els oligodendròcits, que produeixen mielina, de manera que els investigadors van realitzar una anàlisi de la matèria blanca dels pacients, que es compon principalment d’axons mielinizados.
De fet, usant un conjunt d’imatges de ressonància magnètica de 500 subjectes addicionals del grup d’estudi d’ordres religioses, els investigadors van trobar que les dones amb greus dèficits de memòria tenien molt més mal de la substància blanca que els pacients homes aparellats.
“Hi ha una creixent evidència clínica i preclínica d’un dimorfisme sexual en la predisposició de la malaltia d’Alzheimer, però no es coneixen mecanismes subjacents. El nostre treball apunta a processos cel·lulars diferencials que involucren a cèl·lules mielinizantes no neuronals que potencialment tenen un paper. Serà clau esbrinar si aquestes discrepàncies protegeixen o danyen les cèl·lules cerebrals només en un dels sexes, i com equilibrar la resposta en la direcció desitjada en l’altre “, han tancat els experts.
Font:https://www.redaccionmedica.com
