Badanie przeprowadzone przez naukowców z MIT i Mayo Clinic opublikowane w Komórka dziennik stwierdza, że FTD i ALS mają uderzająco podobne cechy komórkowe i molekularne, pomimo różnic klinicznych.

Odkrycie z 2011 r., że C9orf72 mutacja genu może powodować FTD i/lub ALS zmienił długo utrzymywane przekonanie, że te dwa zaburzenia nie są ze sobą powiązane. Obecnie wiadomo, że kilka innych genów może powodować obie choroby, a FTD i ALS mogą czasami współwystępować. Jak zauważają autorzy, u 40-50% osób zdiagnozowanych z jednym z zaburzeń ostatecznie rozwijają się objawy drugiego, a u nawet 15% zdiagnozowano podwójną diagnozę.

W badaniu autorzy wysunęli teorię, że ALS i FTD również mają wspólne sygnatury genetyczne. Chociaż każda choroba atakuje unikalne podtypy komórkowe w różnych obszarach mózgu, ostatnie badania sugerują, że dotknięte neurony obu chorób mają wspólne markery molekularne. Aby przetestować swoją teorię, autorzy przeprowadzili określoną formę sekwencjonowania RNA, aby wygenerować dane na temat struktury molekularnej dotkniętych neuronów.

Wyjątkowe podobieństwo na poziomie genów

Badanie przeprowadzono na pobranych od 73 osób próbkach mózgu. Kohorta próby obejmowała osoby, u których zdiagnozowano FTD, ALS lub nie wykazywały one żadnych objawów choroby. Próbki reprezentowały zarówno osoby, u których diagnoza była sporadyczna, co oznacza, że ich FTD nie miało znanej przyczyny genetycznej ani znanego związku rodzinnego z chorobą neurodegeneracyjną, jak i osoby, na które wpłynęła mutacja genu C9orf72.

Według autorów, w ich grupie znaleźli się:

• 17 od dawców ze sporadyczną postacią SLA.
• 16 od darczyńców z C9orf72 SLA (zapalenie rogów bocznych).
• 13 od dawców ze sporadyczną postacią FTD.
• 11 od darczyńców z C9orf72 Opublikowano 10/03/2019
• 16 od dawców bez diagnozy.

Autorzy odkryli „wyjątkowe podobieństwo na poziomie genów” w neuronach dotkniętych obiema chorobami. Badając ekspresję genów neuronów, proces, w którym komórki przekształcają informacje genetyczne w funkcjonalne produkty, takie jak białka, naukowcy odkryli, że dotknięte neurony wyrażają zadziwiająco podobne geny. Zauważono również, że próbki z dziedzicznych i sporadycznych przypadków FTD i ALS wykazały podobne zmiany ekspresji genetycznej, co kontrastuje z wcześniejszymi przekonaniami, że miały one różne przyczyny.

„Te podobieństwa były dość uderzające i sugerują, że leczenie SLA może mieć zastosowanie również w przypadku [FTD] i odwrotnie” – powiedziała dr Myriam Heiman, badaczka z MIT, główna autorka korespondencyjna badania Wiadomości z neurologii„Nasze badanie może pomóc w opracowaniu programów terapeutycznych, które prawdopodobnie będą skuteczne w przypadku obu chorób”.

Komórki podatne na uszkodzenia dzielą wzorce ekspresji

Patrząc poza ekspresję genetyczną, autorzy zbadali neurony dotknięte głębszym uszkodzeniem. Neurony von Economo (VEN) są najbardziej podatnymi komórkami w FTD, podczas gdy górne neurony ruchowe (UMN) są najbardziej podatnymi komórkami w ALS. Pomimo tego, że znajdują się w różnych miejscach mózgu, ekspresja genetyczna obu typów neuronów miała bardzo podobne wzorce ekspresji genów.

„UMN i neurony wrzecionowate nie wyglądają podobnie i znajdują się w zupełnie innych obszarach mózgu” — powiedział Sebastian Pineda, student studiów podyplomowych MIT, główny autor badania. „To było niezwykłe, że na poziomie molekularnym wydają się praktycznie nie do odróżnienia i reagują bardzo podobnie na choroby”.

Naukowcy zauważyli związek między wieloma ekspresjonowanymi genami a rzęskami pierwotnymi, strukturami na powierzchni komórek, które wyczuwają zmiany chemiczne. Autorzy zidentyfikowali prawie 50 genów związanych z rzęskami, które są wspólne dla obu chorób. Odkryto ponadto, że wrażliwe komórki ekspresjonowały geny związane z FTD i ALS, co sugeruje możliwą podstawę genetycznego związku między chorobami.

Naukowcy odkryli również dowody na dysfunkcję naczyń mózgowych, które komplikują barierę krew-mózg (BBB), system filtrujący, który chroni mózg przed szkodliwymi cząsteczkami. Stwierdzono, że białka niezbędne do utrzymania naczyń mózgowych są nieprawidłowo rozmieszczone lub zredukowane w ALS. W FTD autorzy zauważyli redukcję białka HLA-E, które odgrywa rolę w regulacji układu odpornościowego i uważa się, że pomaga chronić BBB przed degradacją przez reakcje immunologiczne.

Próbki użyte w badaniu zostały dostarczone po śmierci dawców, co oznacza, że analizowane komórki mózgowe były pozostałymi przy życiu. W miarę postępu badań naukowcy mogą być w stanie zbadać genetyczne i molekularne sygnatury komórek u ludzi przed wystąpieniem FTD. Przyszłe badania mogą ustalić, czy w komórkach, które degenerują się w FTD i ALS, występują unikalne sygnatury, które można wykryć wcześnie.

Naukowcy coraz częściej badają powiązania między ALS i FTD, aby znaleźć nowe sposoby diagnozowania i leczenia obu zaburzeń. Naukowcy z University of Sheffield w Wielkiej Brytanii odkryli w badaniu opublikowanym na początku 2024 r., jak zapobiegać produkcji toksycznych białek związane z FTD i ALS.

Czy jesteś zainteresowany udziałem w badaniach naukowych, które pogłębią naszą wiedzę na temat FTD? Rejestr Zaburzeń FTD ułatwia rodzinom pozostawanie na bieżąco z najnowszymi możliwościami udziału w badaniach, zapewniając jednocześnie możliwość dzielenia się doświadczeniami bezpośrednio z badaczami.