Neurodegenerativni poremećaji kao što su Alchajmerova, Parkinsonova i Hantingtonova bolest svaki izazivaju svoj poseban skup simptoma, ali imaju zajedničku karakteristiku: abnormalnu agregaciju proteina. Nije poznato da li su preklapajući ćelijski putevi u osnovi štetnog nakupljanja proteina u ovim bolestima. Sve veći dokazi pokazuju kako glijalne ćelije kao što su astrociti i mikroglija igraju ključnu ulogu u neurodegenerativnim bolestima.
Međutim, većina aktuelnih saznanja proizilazi iz in vitro sistema ili životinjskih modela, čija je relevantnost za ljudske bolesti i dalje pod raspravom, a sumnja se postavlja na gliju – ne-neuronske ćelije sa različitim kritičnim funkcijama u zdravlju nervnog sistema.
Guoian Zhao, Ph.D., docent neuronauke, i kolege sa Medicinskog fakulteta Univerziteta u Vašingtonu izvještavaju u Nature Aging transkriptomskim profilima glije iz uzoraka ljudskog mozga koje su donirali pojedinci sa neurodegenerativnim oboljenjima i zdravim kontrolama. Iako su identifikovali genetsku aktivnost u gliji koja je zajednička za sve pojedince, istraživači su takođe otkrili ekspresiju gena specifičnu za bolest u mikrogliji, poznatoj kao rezidentne imunološke ćelije mozga, i astrocitima, drugoj vrsti glije, koja je povezana sa neuropatologijom i neurodegeneracijom.
Prethodne studije o učešću glija u neurodegeneraciji oslanjale su se na laboratorijske studije životinja ili ćelija. U ovom najnovijem radu, autori su prikupili uzorke mozga od preminulih donatora i analizirali više od 30.000 transkriptoma sa jednim jezgrom. Oni su uporedili ove podatke sa ranije objavljenim transkriptomima drugih regiona mozga od ljudskih donatora.
Istraživački tim je identifikovao nekoliko subpopulacija astrocita i mikroglije uobičajenih među svim ovim uzorcima, uključujući ljude sa i bez neurodegenerativne bolesti. Ovi uzorci su takođe delili znake genetske aktivnosti povezane sa aktivacijom mikroglije – pokazatelj neuroinflamacije prisutne čak iu zdravom moždanom tkivu. „Ovo otkriće podržava ideju da reaktivne mikroglije imaju zajednički odgovor na izazove centralnog nervnog sistema“, rekao je Zhao.
Pojavile su se i razlike između grupa. Astrociti pojedinaca sa Alchajmerovom i Parkinsonovom bolešću imali su preklapajuće karakteristike transkriptoma koje su se razlikovale od transkriptoma zdravih kontrola, a ovi različito izraženi genetski putevi bili su povezani sa amiloid-ß patologijom i neurodegeneracijom.
Mikroglija kod osoba sa neurodegenerativnom bolešću otkrila je profile transkriptoma specifične za bolest, a mikroglija iz različitih regiona mozga je različito pogođena. Ovo bi moglo objasniti zašto su određeni regioni mozga podložniji patološkoj agregaciji proteina od drugih u ovim bolestima. Među uzorcima pogođenih pojedinaca, karakteristike transkriptoma povezane sa aktivacijom mikroglije bile su vezane za amiloid-ß patologiju, tauopatiju i neuronsku smrt.
Rezultati doprinose razgraničenju uloge glije u neurodegenerativnim bolestima. S obzirom na to da podaci predstavljaju jednu tačku u vremenu, nemoguće je utvrditi da li su transkripcione promene uzrok ili posledica poremećaja, ali one sužavaju skup gena kandidata iz kojih se identifikuju uzročnici i potencijalno intervenišu.
„Naš rad je prva studija koja pokazuje da se subpopulacije astrocita i mikroglije dele u više regiona mozga i da se čuvaju između ljudi i miševa“, rekao je Zhao. „Zajedno sa našim otkrićem da transkriptomske promene astrocita i mikroglije doprinose neurodegeneraciji i neuropatologiji u ljudskim mozgovima, ovi nalazi daju smernice za buduću mehaničku studiju kako bi se razumela uloga glije u patogenezi bolesti koristeći modele miša.“
