Nowe badania z linków Scripps Research Alzheimera choroby i zaburzenia związane z używaniem alkoholu, wykazujące podobne zmiany w ekspresji genów w mózgu, które wpływają na stan zapalny i funkcjonowanie komórek.
Korzystając z transkryptomiki pojedynczych komórek, badanie wskazuje, że spożywanie alkoholu może zaostrzyć chorobę Alzheimera poprzez wpływ na wspólne szlaki molekularne. Oczekuje się, że większe zbiory danych zapewnią dalsze spostrzeżenia.
Ekspresja genów łączy chorobę Alzheimera z używaniem alkoholu
Prawie 7 milionów Amerykanów cierpi na chorobę Alzheimera i przewiduje się, że do 2060 r. liczba ta podwoi się. Chociaż starzenie się i predyspozycje genetyczne są najważniejszymi czynnikami ryzyka choroby Alzheimera, badania epidemiologiczne sugerują, że czynniki związane ze stylem życia, w tym spożywanie alkoholu, mogą również wpływać na początek i postęp choroby.
Naukowcy z zespołu Scripps Research wykazali, że choroba Alzheimera i zaburzenia związane z używaniem alkoholu (AUD) są powiązane z podobnie zmienionymi wzorcami ekspresji genów w mózgu, co potwierdza pogląd, że spożywanie alkoholu może sprzyjać postępowi choroby Alzheimera. Badanie opublikowane w eNeur 19 września 2024 r. może dostarczyć informacji na temat przyszłych strategii zapobiegania i leczenia.
Wspólne mechanizmy molekularne w chorobie Alzheimera i zaburzeniach związanych z używaniem alkoholu
„Odkryliśmy kilka genów i szlaków specyficznych dla typu komórek, które są rozregulowane zarówno w chorobie Alzheimera, jak i w przypadku alkoholu, co potwierdza hipotezę, że zaburzenia związane z używaniem alkoholu mogą przyspieszyć postęp choroby Alzheimera poprzez wpływ na niektóre z tych samych mechanizmów molekularnych, na które wpływa choroba Alzheimera, ” mówi starszy autor Pietro Paolo Sanna, lekarz medycyny, profesor na Wydziale Immunologii i Mikrobiologii w Scripps Research. „Rozumiejąc te rozregulowania na tym poziomie szczegółów molekularnych, możemy zrozumieć, co powoduje te choroby, a także możemy zidentyfikować cele, które można zastosować terapeutycznie”.
Po raz pierwszy naukowcy wykorzystali transkryptomikę pojedynczych komórek – metodę analizującą ekspresję genów w poszczególnych komórkach poprzez sekwencjonowanie ich RNA – w celu porównania zmian związanych z chorobą Alzheimera i AUD w różnych populacjach ludzkich komórek mózgowych. Badanie opiera się na wcześniej opublikowanych badaniach przeprowadzonych w laboratorium Sanna, które wykazały, że nadmierne spożycie alkoholu przyspiesza postęp choroby Alzheimera u myszy genetycznie predysponowanych do tej choroby.
Metodologia badań i porównawcza analiza genów
Aby zbadać zmiany w ekspresji genów specyficznych dla komórek, zespół przeprowadził analizę RNA sekwencjonowanie danych z setek tysięcy pojedynczych komórek mózgowych od 75 pacjentów z różnymi stadiami choroby Alzheimera (wczesnym, średnio zaawansowanym lub zaawansowanym) i 10 pacjentów bez choroby Alzheimera. Następnie porównali dane dotyczące ekspresji genów choroby Alzheimera z wcześniej opublikowanymi danymi dotyczącymi sekwencjonowania RNA od osób z AUD.
Wykazali, że zarówno AUD, jak i choroba Alzheimera są powiązane z podobnymi zmianami w ekspresji genów w mózgu, w tym zwiększoną ekspresją genów i szlaków zapalnych, zakłóceniami sygnalizacji komórkowej i szlaków związanych ze śmiercią komórek, a także zmianami w komórkach naczyń krwionośnych.
Szersze konsekwencje używania alkoholu jako czynnika ryzyka
„Zaprezentowaliśmy tutaj analizę różnicową dwóch zaburzeń powodujących pogorszenie funkcji poznawczych” – mówi pierwsza autorka, dr Arpita Joshi, pracownik naukowy w laboratorium Sanny w Scripps Research. „Pogłębia naszą wiedzę na temat choroby Alzheimera i tego, co pociągają za sobą trzy klinicznie zdefiniowane stadia choroby Alzheimera, a także podkreśla znaczenie uznania zaburzeń związanych z używaniem alkoholu jako czynnika ryzyka choroby Alzheimera”.
Ponieważ badanie przeprowadzono na małej próbie pod kątem AUD, badacze planują w przyszłości powtórzyć analizę, korzystając z większych baz danych dotyczących ekspresji genów pochodzących od osób z AUD, które, jak mają nadzieję, staną się dostępne w przyszłym roku.
Globalny wysiłek zrozumienia chorób na poziomie komórkowym
„Z niecierpliwością czekamy na publikację większych zbiorów danych dotyczących spożycia alkoholu, abyśmy mogli przetestować wiarygodność tych odkryć i zbadać podobieństwa między tymi dwoma zaburzeniami z większą szczegółowością typu komórkowego” – mówi Joshi. „Jest to globalny wysiłek mający na celu rozwikłanie złożonych chorób na poziomie pojedynczych komórek, co doprowadzi do lepszego zrozumienia zaburzeń molekularnych i komórkowych u osób chorych na chorobę Alzheimera, zaburzenia związane z używaniem alkoholu oraz ich interakcji”.
Odniesienie: „Wzorce transkrypcji w stadiach choroby Alzheimera są specyficzne dla typu komórki i częściowo zbieżne ze skutkami zaburzeń związanych z używaniem alkoholu u ludzi”, Arpita Joshi, Federico Manuel Giorgi i Pietro Paolo Sanna, 19 września 2024 r., eNeur.
DOI: 10.1523/ENEURO.0118-24.2024
Oprócz Sanny i Joshiego współautorem badania jest Federico Manuel Giorgi z Scripps Research i Uniwersytetu w Bolonii.
Zadanie to zostało wsparte środkami finansowymi ze środków m.in Narodowe Instytuty Zdrowia (AA021667, AA028982, DA046170, DA046204 i DA053801)
