O nouă abordare în studierea proteinei tau în boala Alzheimer

Un grup de cercetători de la Universitatea din California, San Francisco (UCSF) a realizat o descoperire semnificativă prin combinarea modelării avansate a rețelelor neuronale, geneticii și imagisticii cerebrale. Aceștia au reușit să ilustreze cum proteina tau călătorește pe ceea ce ei numesc „autostrăzi neuronale”, stabilind de asemenea legături între anumite gene, care pot accelera procesul de deteriorare cerebrală sau, dimpotrivă, pot proteja anumite zone ale creierului de daune. În cadrul acestui studiu, cercetătorii au creat o adevărată „hartă Google” a modului în care proteina tau se mișcă în creierul persoanelor afectate de Alzheimer.

Rezultatele acestui studiu au fost publicate pe 9 iulie în revista Brain, dezvăluind că genele de risc pot influența vulnerabilitatea sau reziliența la boala Alzheimer prin mai multe căi distincte. Un aspect revoluționar este modelul extins de difuzie a rețelei (eNDM), care a identificat patru categorii de gene esențiale în acest proces, remodelând astfel viziunea asupra evoluției bolii Alzheimer și deschizând noi oportunități pentru dezvoltarea unor tratamente inovatoare.

Se știe că boala Alzheimer afectează diferit regiunile cerebrale, iar proteina tau, recunoscută pentru comportamentele sale anormale, joacă un rol crucial în acest mecanism complex. La persoanele afectate, aceasta se pliază anormal și formează „încâlceli” neurale, ce generează aglomerări toxice ce impiedică funcționarea normală a neuronilor, conducând inevitabil la moartea celulară.

Regiuni precum cortexul entorinal și hipocampul sunt primele afectate de aceste acumulări, în timp ce alte zone, precum cortexul senzorial primar, demonstrează o rezistență remarcabilă. În effortul de a înțelege mai bine aceste tipare de vulnerabilitate și reziliență, cercetătorii au efectuat analize pe studii genetice și animale modificate genetic pentru a găsi genele implicate în riscul de Alzheimer. Deși cercetările anterioare nu au reușit să stabilească o legătură clară între genele de risc și prezența patologiei tau, studiul recent al echipei UCSF face progrese promițătoare în acest domeniu.

Modelul eNDM a fost aplicat pe imagini de tip scanare cerebrală de la 196 de pacienți cu diverse stadii ale bolii Alzheimer. Comparând predicțiile modelului cu imaginile reale, cercetătorii au identificat „tau rezidual”, indicând zone în care acumularea proteinei este influențată de alți factori, inclusiv genele.

Utilizând hărțile de expresie genetică din Allen Human Brain Atlas, echipa a evaluat în ce măsură genele de risc pentru Alzheimer afectează distribuția proteinei tau, reușind să identifice efectele genetice ce acționează atât în armonie, cât și independent de rețelele neuronale.

„Considerăm că modelul nostru este un Google Maps pentru proteina tau. Este capabil să prezică unde aceasta se va deplasa cel mai probabil, bazându-se pe datele reale despre conexiunile cerebrale ale indivizilor sănătoși”, a declarat profesorul Ashish Raj, autor principal al studiului.

Cercetătorii au diferit genele în patru categorie strategice, fiecare având un impact distinct asupra acumulării tau:

• Vulnerabilitate aliniată rețelei (SV-NA) – gene care accelerează răspândirea tau pe conexiunile cerebrale;
• Vulnerabilitate independentă de rețea (SV-NI) – gene care favorizează acumularea de tau prin mecanisme separate de conexiuni;
• Reziliență aliniată rețelei (SR-NA) – gene care protejează regiunile vulnerabile la tau;
• Reziliență independentă de rețea (SR-NI) – gene ce oferă protecție în moduri neanticipate, similar unor „scuturi ascunse”.

Cercetarea sugerează că genele afectează predispoziția anumitor regiuni ale creierului la Alzheimer prin diverse mecanisme biologice. Această cercetare se adaugă unor studii recente, publicate de UCSF pe 21 mai în Alzheimer’s & Dementia, care arată că proteina tau urmează trasee neuronale definite, contestând ideea conform căreia aceasta s-ar răspândi aleatoriu.

Perspectivele oferite de acest studiu sunt promițătoare. Ele combină biologia cu hărțile cerebrale, creând o strategie viabilă pentru înțelegerea și, în timp, pentru stoparea bolii Alzheimer. „Acest studiu oferă o hartă promițătoare pentru viitor”, a concluzionat prof. Ashish Raj.