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

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

Parami nang parami ang pananaliksik na tumuturo 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 receptor na ipinahayag sa myeloid cells 2 (TREM2), ay kasangkot sa mga proseso ng immune system..

Ang pagbaba ng function ng immune system na nauugnay sa edad ay nagreresulta sa pagbaba ng produksyon ng mga 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. Samakatuwid, maaaring ipagpalagay 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 sa kanila mula sa mas bata (dalawang buwang gulang) na Alzheimer's disease mice. Sa control group, ang mga daga ay inilipat gamit ang bone marrow mula sa katulad na siyam na buwang gulang na mga daga.

Iminungkahi 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 tumatandang immune cells at magbigay ng potensyal na therapeutic na diskarte laban sa Alzheimer's disease. Ang peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) ay nailalarawan upang matukoy ang mga pagbabago sa gene expression ng peripheral immune cells.

Ipinapakita ng mga pag-aaral na ang mga peripheral lymphohematopoietic cells ay naibalik nang humigit-kumulang tatlong linggo pagkatapos ng paglipat ng bone marrow. Samakatuwid, ipinapalagay ng mga mananaliksik na ang mga epekto ng anti-Alzheimer ay magaganap 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 paggana ng utak.

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

Sa karagdagan, ang mga pagsusuri tulad ng amyloid β phagocytosis at cellular debris phagocytosis ay isinagawa upang suriin ang monocyte function. 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 plaque at neurodegeneration batay sa neuronal apoptosis at pagkawala at pagkabulok ng neurite.

Ginamit din ang mga seksyon ng utak para sa pagsusuri ng dami ng utak at Western blotting upang makita ang amyloid β at kumpletong amyloid precursor protein. Ang mga nagpapaalab na salik gaya ng interleukin-10, interferon-γ at tumor necrosis factor-α ay tinasa gamit ang enzyme-linked immunosorbent assay method.

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, nasuri ang plasma proteome gamit ang liquid chromatography-tandem mass spectrometry.

Sinusuri ang data ng pagkakasunud-sunod ng RNA sa solong antas ng cell para matukoy ang mga uri ng cell at para sa differential gene expression, transcription factor regulatory network analysis, cell communication assessment, at pathway enrichment.

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

Single-cell RNA sequencing data 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 cells pagkatapos ng young bone marrow transplantation. Bukod dito, ang mga antas ng sirkulasyon ng mga secretory protein na nauugnay sa pagtanda ay mas mababa pagkatapos ng bone marrow transplantation.

Natuklasan ng mga mananaliksik na kabilang sa mga naiibang ipinahayag na mga gene na nauugnay sa pagtanda, ang mga gene sa panganib ng sakit na Alzheimer ay nagpakita ng pinakamataas na ekspresyon sa mga monocytes. Dahil ang mga nagpapalipat-lipat na monocytes ay maaaring mag-clear ng amyloid β, ang kaugnay na edad ng kapansanan ng amyloid β phagocytosis ng mga monocytes ay maaaring mapabilis ang pagbuo ng plaka. Kaya, ang pagpapabata ng mga monocytes kasama ng iba pang immune cells sa pamamagitan ng young bone marrow transplantation ay kumakatawan sa isang promising therapeutic strategy.

Sa konklusyon, sinusuportahan ng mga resulta ng pag-aaral ang pagiging epektibo ng paglipat ng young bone marrow upang pabatain ang 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 clearance ng amyloid β at pagbaba ng neuroinflammation.

Ang mga depisit sa pag-uugali na naobserbahan sa isang tumatandang modelo ng mouse ng Alzheimer's disease ay bumuti rin pagkatapos ng paglipat ng bone marrow mula sa mga batang daga. Kung sama-sama, iminumungkahi ng mga resultang ito na ang paglipat ng young bone marrow ay isang magandang diskarte para sa paggamot ng Alzheimer's disease.