זה היה מוכר במשך זמן מה שמחלת האלצהיימר פוגעת באזורי המוח באופן שונה וכי טאו – חלבון הידוע כמי שהתנהג בצורה לא נכונה – ממלא תפקיד חשוב במחלה. בדרך כלל, טאו עוזר לייצב נוירונים, אך במחלת אלצהיימר היא מתחילה להתנודד ולהסתבך בתוך נוירונים. זה מתפשט על פני המוח ויוצר גושים רעילים הפוגעים בתפקוד העצבית ובסופו של דבר מובילים למוות של תאים.
אזורי מוח כמו קליפת המוח וההיפוקמפוס הנכנעים מוקדם לסבכי טאו, ואילו אזורים אחרים, כמו קליפת המוח החושית העיקרית, נשארים עמידים למחלה. במסע להבנה טובה יותר של פגיעות סלקטיבית זו (SV) או חוסן (SR) למחלת אלצהיימר, החוקרים נראו על שיוך גנים ומחקרים טרנסגניים כדי לזהות את גני הסיכון של אלצהיימר. אולם מחקרי עבר לא הראו קשר ברור בין מיקום גורמי סיכון גנטיים לבין פתולוגיה של טאו נלווה.
כעת, מחקר חדש שנערך על ידי חוקרי UC בסן פרנסיסקו עשה קפיצה לענות על שאלה זו – על ידי שילוב של הדמיית מוח, גנטיקה ומודלים מתמטיים מתקדמים לעדשה חדשה חזקה. המחקר, שפורסם ב- 9 ביולי ב מוֹחַמציג מסלולים מרובים ברורים בהם גני הסיכון מעניקים פגיעות או חוסן במחלת אלצהיימר.
המחקר הציג מודל של התפשטות מחלות המכונה מודל דיפוזיה של הרשת המורחבת (ENDM). החוקרים יישמו מודל זה על סריקות מוח של 196 אנשים בשלבים שונים של אלצהיימר. הם גררו את מה שהמודל חזה ממה שהם ראו בסריקות. השאריות, המכונה "טאו שיורי", הצביעו על אזורים שבהם משהו אחר מלבד קשרי מוח משפיעים על הצטברותו של טאו – במקרה זה, גנים.
באמצעות מפות ביטוי גנים מוחיים מאטלס המוח האנושי של אלן, החוקרים בדקו את המידה בה מסבירים גני הסיכון של אלצהיימר את הדפוסים של טאו בפועל ושאורי כאחד. זה איפשר להם להקניט את ההשפעות הגנטיות הפועלות עם חיווט המוח או ללא תלות.
אנו חושבים על המודל שלנו כמפות Google עבור TAU. הוא חוזה לאן ככל הנראה החלבון ילך הלאה, תוך שימוש בנתוני חיבור מוחיים בעולם האמיתי מאנשים בריאים. "
אשיש ראג ', PhD, מחבר לימודים בכיר, פרופסור לרדיולוגיה של UCSF והדמיה ביו -רפואית
זה מגביר את התצוגה המסורתית כיצד טאו נע במוח
צוות המחקר חשף ארבעה סוגי גנים מובחנים בהתבסס על כמה ובאיזו אופן הם ניבאו את הטאו: פגיעות מיושרת ברשת (SV-NA), שהם גנים המגבירים את הטאו המתפשט לאורך חיווט המוח; פגיעות עצמאית ברשת (SV-NI), שהם גנים המקדמים הצטברות טאו בדרכים שאינן קשורות לקישוריות; חוסן מיושר ברשת (SR-NA), שהם גנים המסייעים בהגנה על אזורים שאחרים הם נקודות חמות טאו; וחוסן עצמאי ברשת (SR-NI), שהם גנים המציעים הגנה מחוץ לנתיב הרגיל של הרשת-כמו מגנים נסתרים במקומות לא סבירים.
"גנים מיושרים פגיעות התמודדו עם לחץ, חילוף חומרים ומוות תאים; אלה הקשורים לחוסן היו מעורבים בתגובה חיסונית ובניקוי של עמילואיד-בטא-אשם אחר של אלצהיימר", אמר המחקר הראשון Chaitali Anand, PhD, חוקר פוסט-דוקטורלי של UCSF. "בעיקרו של דבר, הגנים שהופכים את חלקי המוח פחות או יותר להיות מושפעים מאלצהיימר עובדים באמצעות עבודות שונות – חלקם שולטים על האופן בו טאו עובר, אחרים העוסקים בהגנות פנימיות או מערכות ניקוי."
מחקר זה שנבנה על מחקר נוסף של UCSF בעכברים, שפורסם ב -21 במאי ב אלצהיימר ודמנציהשהדגימו כי טאו אינו נוסע באופן אקראי או מפוזר באופן פסיבי; במקום זאת, זה עוקב אחר מסלולי החיווט של המוח בהעדפה כיוונית מובחנת. בעזרת מערכת של משוואות דיפרנציאליות הנקראות מודל דיפוזיה של רשת (NDM), צוות המחקר הצליח להראות את הדינמיקה של התפשטות טאו בין אזורי מוח מחוברים, תוך מאתגר את התפיסה המסורתית כי טאו מתפשט פשוט על ידי התפשטות החלל החוץ תאי או דליפה מנוירונים גוססים.
"המחקר שלנו הראה כי טאו מתפשט בטרנס-סינפטי, נוסע לאורך תחזיות אקסונליות המונעות על ידי תהליכי תחבורה פעילים ולא על ידי דיפוזיה פסיבית, וניצול מסלולי עצבים פעילים בכיוון הרטרוגרפי המועדף", אמר ג'סטין טורוק, PhD, חוקר פוסט-דוקטורט העובד במעבדת ראג '.
במחקר הנוכחי, ניתוחים מבוססי רשת השלימו את הגישות הקיימות לאימות וזיהוי קובעים מבוססי גנים של פגיעות וחוסן סלקטיבי. גנים המגיבים ללא תלות בכך שהרשת בעלת פונקציות ביולוגיות שונות בהשוואה לגנים המגיבים בהופעה עם הרשת.
"מחקר זה מציע קדימה מפה מלאת תקווה: כזה שמשלב ביולוגיה ומפות מוח לאסטרטגיה חכמה יותר להבנה ובסופו של דבר להפסיק את מחלת האלצהיימר", אמר ראג '. "הממצאים שלנו מציעים תובנות חדשות על חתימות פגיעות במחלת אלצהיימר ועשויות להועיל בזיהוי יעדי התערבות פוטנציאליים."
