Maaaring baligtarin ng mga batang bone marrow transplant ang mga sintomas ng Alzheimer's disease

Sa isang kamakailang pag-aaral na inilathala sa journal Science Advances, isang pangkat ng mga Chinese na mananaliksik ang gumamit ng mga modelo ng mouse upang tuklasin ang posibilidad na pasiglahin ang immune system sa pamamagitan ng bone marrow transplantation mula sa mga batang daga upang pabagalin ang immune aging at potensyal na gamitin ito bilang therapeutic strategy laban sa Alzheimer's disease.

Parami nang parami ang mga pag-aaral na tumutukoy sa papel ng dysfunction ng immune system sa pathogenesis ng Alzheimer's disease. Napagmasdan na halos 50% ng mga gene na nauugnay sa Alzheimer's disease, tulad ng BIN1 (encoding adapter protein 1), CD33 (encoding myeloid surface antigen) at ang receptor na ipinahayag sa myeloid cells 2 (TREM2), ay kasangkot sa mga proseso ng immune system.

Ang pagbaba ng immune function na nauugnay sa edad ay nagreresulta sa pagbaba ng produksyon ng immune cell, pagbaba ng pagkakaiba-iba ng immune repertoire, at akumulasyon ng mga dysfunctional na immune cell, isang phenomenon na kilala bilang immune senescence. Ang immune senescence ay itinuturing na isang driver ng systemic aging, kabilang ang pagtanda ng utak, at pinapataas ang pagkamaramdamin sa mga degenerative na sakit na nauugnay sa edad tulad ng Alzheimer's disease. Kaya naman maiisip na ang pagpapabata ng immune cells ay maaaring magkaroon ng positibong epekto sa pagpapabagal sa pag-unlad ng Alzheimer's disease.

Sa kasalukuyang pag-aaral, ginamit ng mga mananaliksik ang siyam na buwang gulang na transgenic Alzheimer's disease mice at inilipat ang bone marrow mula sa mas bata (dalawang buwang gulang) na Alzheimer's disease mice sa kanila. Sa isang control group, ang mga daga ay inilipat gamit ang bone marrow mula sa katulad na siyam na buwang gulang na mga daga.

Ipinagpalagay ng mga mananaliksik na ang mga hematopoietic stem cell, na nagdudulot ng peripheral immune cells, sa bone marrow ng mga batang daga ay maaaring magpabata ng senescent immune cells at magbigay ng potensyal na therapeutic na diskarte laban sa Alzheimer's disease. Ang mga peripheral blood mononuclear cells (PBMC) ay nailalarawan upang matukoy ang mga pagbabago sa pagpapahayag ng gene ng mga peripheral immune cells.

Ipinapakita ng mga pag-aaral na ang mga peripheral lymphohematopoietic cells ay bumabawi ng humigit-kumulang tatlong linggo pagkatapos ng bone marrow transplantation. Samakatuwid, ang mga mananaliksik ay nag-hypothesize na ang mga anti-Alzheimer effect ay makikita pagkatapos ng tatlong linggo, at nagsagawa sila ng mga pagsusuri sa pag-uugali tulad ng Y-maze at mga open field na pagsusulit upang masuri ang pag-andar ng utak.

Nasuri ang mga PBMC upang masuri ang epekto ng luma at batang buto ng utak sa komposisyon ng immune cell sa mga daga. Natukoy ang mga proporsyon ng mga B cells, T helper cells, cytotoxic T cells, monocytes, macrophage, dendritic cells, neutrophils, basophils, at natural killer cells.

Bilang karagdagan, ang mga pagsubok tulad ng amyloid β phagocytosis at cellular debris phagocytosis ay isinagawa upang suriin ang pag-andar ng monocyte. Ang mga seksyon ng utak mula sa mga euthanized na daga ay nabahiran para sa pagsusuri ng immunochemical at mga pagsusuri sa immunohistochemistry. Ang mga seksyon ng utak ay nabahiran para sa amyloid β plaques at neurodegeneration batay sa neuronal apoptosis at pagkawala ng neurite at pagkabulok.

Ang mga seksyon ng utak ay ginamit din para sa pagsusuri ng dami ng utak at Western blotting para sa amyloid β at kabuuang amyloid precursor protein. Ang mga nagpapaalab na kadahilanan tulad ng interleukin-10, interferon-γ, at tumor necrosis factor-α ay tinasa gamit ang enzyme immunoassay.

Ang kabuuang ribonucleic acid (RNA) na nakuha mula sa mga monocytes ay ginamit para sa quantitative reverse transcription polymerase chain reaction (qRT-PCR), habang ang microglia ay ginamit para sa bulk RNA sequencing. Bilang karagdagan, ang plasma proteome ay nasuri gamit ang likidong chromatography-tandem mass spectrometry.

Sinuri ang data ng single-cell RNA-seq para sa pagkakakilanlan ng uri ng cell at pagpapahayag ng pagkakaiba-iba ng gene, pagsusuri ng network ng regulasyon ng transcription factor, pagtatasa ng cellular communication, at pagpapayaman ng landas.

Natuklasan ng pag-aaral na ang young bone marrow transplantation ay makabuluhang nabawasan ang neurodegeneration, amyloid plaque burden, at neuroinflammation, at pinahusay na mga depisit sa pag-uugali na naobserbahan sa mga may edad na Alzheimer's disease mouse models. Ang pagtaas ng amyloid β clearance ay nag-ambag din sa pagpapabuti ng cerebral amyloidosis.

Ang data ng pagkakasunud-sunod ng single-cell RNA ay nagpahiwatig na ang pagpapahayag ng iba't ibang mga gene na nauugnay sa Alzheimer's disease at pagtanda ay naibalik sa iba't ibang uri ng immune cell pagkatapos ng paglipat ng batang bone marrow. Bukod dito, ang mga nagpapalipat-lipat na antas ng mga protinang secretory na nauugnay sa pagtanda ay mas mababa pagkatapos ng paglipat ng utak ng buto.

Nalaman ng mga mananaliksik na kabilang sa mga differentially expressed genes na nauugnay sa pagtanda, ang Alzheimer's disease risk genes ay nagpakita ng pinakamataas na expression sa monocytes. Dahil ang mga nagpapalipat-lipat na monocytes ay maaaring mag-clear ng amyloid β, ang kapansanan na nauugnay sa edad ng amyloid β phagocytosis ng mga monocytes ay maaaring mapabilis ang pagbuo ng plaka. Kaya, ang pagbabagong-lakas ng mga monocytes kasama ang iba pang mga immune cells sa pamamagitan ng batang bone marrow transplantation ay kumakatawan sa isang promising therapeutic na diskarte.

Sa konklusyon, ang mga resulta ng pag-aaral ay sumusuporta sa pagiging epektibo ng paglipat ng mga batang bone marrow sa pagpapabata ng senescent immune cells, na nagresulta sa pagbawas ng neurodegeneration sa isang mouse model ng Alzheimer's disease. Ang pinahusay na function ng monocyte ay nagresulta sa pagtaas ng amyloid β clearance at nabawasan ang neuroinflammation.

Ang mga depisit sa pag-uugali na naobserbahan sa isang tumatandang modelo ng mouse ng Alzheimer's disease ay napabuti din kasunod ng paglipat ng bone marrow mula sa mga batang daga. Kung pinagsama-sama, ang mga resultang ito ay nagmumungkahi na ang paglipat ng batang buto sa utak ay isang promising na diskarte para sa paggamot sa Alzheimer's disease.