Pemindahan sumsum tulang muda boleh membalikkan gejala penyakit Alzheimer

Dalam kajian terbaru yang diterbitkan dalam Science Advances, sekumpulan penyelidik China menggunakan model tetikus untuk mengkaji kemungkinan meremajakan sistem imun melalui pemindahan sumsum tulang pada tikus muda untuk memperlahankan penuaan imun dan berpotensi menggunakan ini sebagai strategi terapeutik terhadap penyakit Alzheimer.

Semakin banyak kajian menunjukkan peranan disfungsi sistem imun dalam patogenesis penyakit Alzheimer. Telah diperhatikan bahawa kira-kira 50% daripada gen yang dikaitkan dengan penyakit Alzheimer, seperti BIN1 (protein penyesuai pengekodan 1), CD33 (pengekodan antigen permukaan myeloid) dan reseptor yang dinyatakan pada sel myeloid 2 (TREM2), terlibat dalam proses sistem imun..

Penurunan fungsi sistem imun yang berkaitan dengan usia mengakibatkan pengeluaran sel imun berkurangan, kepelbagaian repertoir imun berkurangan dan pengumpulan sel imun yang tidak berfungsi—fenomena yang dikenali sebagai penuaan imun. Penuaan imun dianggap sebagai pemacu penuaan sistemik, termasuk penuaan otak, dan meningkatkan kerentanan kepada penyakit degeneratif berkaitan usia seperti penyakit Alzheimer. Oleh itu, boleh diandaikan bahawa peremajaan sel imun mungkin mempunyai kesan positif ke atas memperlahankan perkembangan penyakit Alzheimer.

Dalam kajian ini, penyelidik menggunakan tikus penyakit Alzheimer transgenik berusia sembilan bulan dan memindahkan sumsum tulang ke dalamnya daripada tikus penyakit Alzheimer yang lebih muda (dua bulan). Dalam kumpulan kawalan, tikus dipindahkan dengan sumsum tulang daripada tikus berusia sembilan bulan yang serupa.

Penyelidik telah mencadangkan bahawa sel stem hematopoietik, yang menimbulkan sel imun periferal, dalam sumsum tulang tikus muda boleh meremajakan sel imun yang semakin tua dan menyediakan strategi terapeutik yang berpotensi terhadap penyakit Alzheimer. Sel mononuklear darah periferal (PBMC) telah dicirikan untuk menentukan perubahan dalam ekspresi gen sel imun periferi.

Kajian menunjukkan bahawa sel limfohematopoetik periferal dipulihkan kira-kira tiga minggu selepas pemindahan sumsum tulang. Oleh itu, penyelidik mengandaikan bahawa kesan anti-Alzheimer akan berlaku selepas tiga minggu, dan mereka menjalankan ujian tingkah laku seperti Y-maze dan ujian medan terbuka untuk menilai fungsi otak.

PBMC dianalisis untuk menilai kesan sumsum tulang tua dan muda pada komposisi sel imun pada tikus. Perkadaran sel B, sel pembantu T, sel T sitotoksik, monosit, makrofaj, sel dendritik, neutrofil, basofil dan sel pembunuh semulajadi telah ditentukan.

Selain itu, ujian seperti fagositosis β amyloid dan fagositosis serpihan selular dilakukan untuk menilai fungsi monosit. Bahagian otak daripada tikus yang dikotori telah diwarnai untuk analisis imunokimia dan ujian imunohistokimia. Bahagian otak telah diwarnai untuk plak amiloid β dan neurodegenerasi berdasarkan apoptosis neuron dan kehilangan dan degenerasi neurit.

Bahagian otak juga digunakan untuk analisis isipadu otak dan Western blotting untuk mengesan amiloid β dan protein prekursor amiloid yang lengkap. Faktor keradangan seperti interleukin-10, interferon-γ dan tumor nekrosis factor-α dinilai menggunakan kaedah ujian imunosorben berkaitan enzim.

Jumlah asid ribonukleik (RNA) yang diekstrak daripada monosit digunakan untuk tindak balas rantai transkripsi-polimerase terbalik kuantitatif (qRT-PCR), manakala mikroglia digunakan untuk penjujukan RNA pukal. Selain itu, proteom plasma dinilai menggunakan spektrometri jisim tandem kromatografi cecair.

Data penjujukan RNA peringkat sel tunggal telah dianalisis untuk mengenal pasti jenis sel dan untuk ekspresi gen pembezaan, analisis rangkaian pengawalseliaan faktor transkripsi, penilaian komunikasi sel dan pengayaan laluan.

Kajian itu mendapati bahawa pemindahan sumsum tulang muda dengan ketara mengurangkan kemerosotan saraf, beban plak amiloid dan keradangan saraf, dan meningkatkan defisit tingkah laku yang diperhatikan dalam model tetikus tua bagi penyakit Alzheimer. Peningkatan pelepasan amiloid β juga menyumbang kepada peningkatan amiloidosis serebrum.

Data penjujukan RNA sel tunggal menunjukkan bahawa ekspresi pelbagai gen yang dikaitkan dengan penyakit Alzheimer dan penuaan telah dipulihkan dalam pelbagai jenis sel imun selepas pemindahan sumsum tulang muda. Selain itu, tahap peredaran protein rembesan yang dikaitkan dengan penuaan adalah lebih rendah selepas pemindahan sumsum tulang.

Para penyelidik mendapati bahawa antara gen yang dinyatakan secara berbeza yang dikaitkan dengan penuaan, gen risiko penyakit Alzheimer menunjukkan ekspresi tertinggi dalam monosit. Oleh kerana monosit yang beredar boleh membersihkan amiloid β, gangguan fagositosis β amiloid yang berkaitan dengan usia oleh monosit boleh mempercepatkan pembentukan plak. Oleh itu, peremajaan monosit bersama-sama dengan sel imun yang lain melalui pemindahan sumsum tulang muda merupakan strategi terapeutik yang menjanjikan.

Kesimpulannya, hasil kajian menyokong keberkesanan pemindahan sumsum tulang muda untuk meremajakan sel imun senescent, yang mengakibatkan pengurangan neurodegenerasi dalam model tikus penyakit Alzheimer. Fungsi monosit yang dipertingkatkan menghasilkan peningkatan pelepasan amiloid β dan mengurangkan keradangan saraf.

Defisit tingkah laku yang diperhatikan dalam model tikus penuaan penyakit Alzheimer juga bertambah baik selepas pemindahan sumsum tulang daripada tikus muda. Secara keseluruhan, keputusan ini menunjukkan bahawa pemindahan sumsum tulang muda adalah strategi yang menjanjikan untuk rawatan penyakit Alzheimer.