Transplantul de măduvă osoasă tânără poate inversa simptomele bolii Alzheimer

Într-un studiu recent publicat în Science Advances, o echipă de cercetători chinezi a folosit modele de șoareci pentru a studia posibilitatea de întinerire a sistemului imunitar prin transplant de măduvă osoasă la șoareci tineri. Pentru a încetini îmbătrânirea imună și pentru a utiliza acest lucru ca strategie terapeutică împotriva bolii Alzheimer.

Din ce în ce mai multe cercetări indică rolul disfuncției sistemului imunitar în patogeneza bolii Alzheimer. S-a observat că aproximativ 50% dintre genele asociate cu boala Alzheimer, cum ar fi BIN1 (codificarea proteinei adaptoare 1), CD33 (codificarea antigenului de suprafață mieloid) și receptorul exprimat pe celulele mieloide 2 (TREM2), sunt implicate în procesele sistemului imunitar..

Scăderea funcției sistemului imunitar legat de vârstă are ca rezultat scăderea producției de celule imunitare, scăderea diversității repertoriului imunitar și acumularea de celule imunitare disfuncționale - un fenomen cunoscut sub numele de senescență imună. Senescența imună este considerată a fi un motor al îmbătrânirii sistemice, inclusiv a îmbătrânirii creierului, și crește susceptibilitatea la bolile degenerative legate de vârstă, cum ar fi boala Alzheimer. Prin urmare, se poate presupune că întinerirea celulelor imune poate avea un efect pozitiv asupra încetinirii progresiei bolii Alzheimer.

În prezentul studiu, cercetătorii au folosit șoareci transgenici cu boala Alzheimer în vârstă de nouă luni și au transplantat măduvă osoasă în ei de la șoareci mai tineri (de două luni) cu boala Alzheimer. În grupul de control, șoarecii au fost transplantați cu măduvă osoasă de la șoareci similari în vârstă de nouă luni.

Cercetătorii au sugerat că celulele stem hematopoietice, care dau naștere la celule imune periferice, din măduva osoasă a șoarecilor tineri pot întineri celulele imune îmbătrânite și pot oferi o potențială strategie terapeutică împotriva bolii Alzheimer. Celulele mononucleare din sângele periferic (PBMC) au fost caracterizate pentru a determina modificări în expresia genelor celulelor imune periferice.

Studiile arată că celulele limfohematopoietice periferice sunt restaurate la aproximativ trei săptămâni după transplantul de măduvă osoasă. Prin urmare, cercetătorii au presupus că efectele anti-Alzheimer vor avea loc după trei săptămâni și au efectuat teste comportamentale, cum ar fi labirintul Y și teste în câmp deschis pentru a evalua funcția creierului.

PBMC-urile au fost analizate pentru a evalua efectele măduvei osoase bătrâne și tinere asupra compoziției celulelor imune la șoareci. Au fost determinate proporțiile de celule B, celule T helper, celule T citotoxice, monocite, macrofage, celule dendritice, neutrofile, bazofile și celule natural killer.

În plus, au fost efectuate teste precum fagocitoza amiloid β și fagocitoza resturilor celulare pentru a evalua funcția monocitelor. Secțiunile de creier de la șoareci eutanasiați au fost colorate pentru analize imunochimice și teste imunohistochimice. Secțiunile creierului au fost colorate pentru plăci de amiloid β și neurodegenerare bazată pe apoptoza neuronală și pierderea și degenerarea neuriților.

Secțiunile creierului au fost, de asemenea, folosite pentru analiza volumului creierului și Western blotting pentru a detecta β-amiloid și proteina precursor-amiloid complet. Factorii inflamatori cum ar fi interleukina-10, interferonul-γ și factorul de necroză tumorală-α au fost evaluați utilizând metoda testului imunosorbant legat de enzime.

Acidul ribonucleic total (ARN) extras din monocite a fost utilizat pentru reacția cantitativă în lanț a polimerazei de transcripție inversă (qRT-PCR), în timp ce microglia a fost utilizată pentru secvențierea ARN-ului în vrac. În plus, proteomul plasmatic a fost evaluat utilizând cromatografie lichidă-spectrometrie de masă în tandem.

Datele de secvențiere a ARN-ului la nivel de celulă unică au fost analizate pentru a identifica tipurile de celule și pentru expresia diferențială a genelor, analiza rețelei de reglare a factorului de transcripție, evaluarea comunicării celulare și îmbogățirea căilor.

Studiul a constatat că transplantul de măduvă osoasă tânără a redus semnificativ neurodegenerarea, încărcarea plăcii de amiloid și neuroinflamația și a îmbunătățit deficitele comportamentale observate la un model de șoarece în vârstă de boala Alzheimer. Clearance-ul crescut al amiloidului β a contribuit, de asemenea, la îmbunătățirea amiloidozei cerebrale.

Datele de secvențiere a ARN-ului unicelular au indicat că expresia diferitelor gene asociate cu boala Alzheimer și îmbătrânirea a fost restabilită în diferite tipuri de celule imunitare după transplantul de măduvă osoasă tânără. În plus, nivelurile circulatorii ale proteinelor secretoare asociate cu îmbătrânirea au fost mai scăzute după transplantul de măduvă osoasă.

Cercetătorii au descoperit că dintre genele exprimate diferențiat asociate cu îmbătrânirea, genele de risc pentru boala Alzheimer au prezentat cea mai mare expresie în monocite. Deoarece monocitele circulante pot elimina β-amiloidul, afectarea fagocitozei β-amiloidului asociată cu vârsta de către monocite poate accelera formarea plăcii. Astfel, întinerirea monocitelor împreună cu alte celule imunitare prin transplant de măduvă osoasă tânără reprezintă o strategie terapeutică promițătoare.

În concluzie, rezultatele studiului susțin eficacitatea transplantului de măduvă osoasă tânără de a întineri celulele imune senescente, ceea ce a dus la o neurodegenerare redusă într-un model de șoarece al bolii Alzheimer. Funcția îmbunătățită a monocitelor a dus la creșterea clearance-ului amiloidului β și la scăderea neuroinflamației.

Deficitele comportamentale observate la un model de șoarece îmbătrânit al bolii Alzheimer s-au îmbunătățit, de asemenea, după transplantul de măduvă osoasă de la șoareci tineri. Luate împreună, aceste rezultate sugerează că transplantul de măduvă osoasă tânără este o strategie promițătoare pentru tratamentul bolii Alzheimer.