Болезнь Альцгеймера будут исследовать с помощью уникальной комбинации самых современных методов визуализации

Исследователи из Института передовых наук и технологий Бекмана (Beckman Institute for Advanced Science and Technology) Университета Иллинойса получили возможность применить уникальную комбинацию самых современных методов визуализации для изучения болезни Альцгеймера в таких масштабах, которых раньше не было.

Джонатан Свидлер (Jonathan Sweedler), профессор химии, и Фан Лам (Fan Lam), профессор биоинженерии в Институте Бекмана, будут сотрудничать в рассчитанном на 5 лет проекте, который предусматривает объединение магнитно-резонансной томографии (magnetic resonance imaging, MRI) и масс-спектрометрии (mass spectrometry, MS) для получения широкого спектра изображений в животной модели болезни Альцгеймера (БА). Их исследования поддерживаются грантом в размере $3 млн от Национального института старения (National Institute on Aging), входящего в состав Национального института здоровья США (National Institutes of Health).

Одна из главных целей исследования — понять, что происходит на молекулярном уровне в мышиной модели БА, в зависимости от возраста и стадии заболевания.

«Несмотря на то, что к БА есть генетическая предрасположенность, многие люди, ее имеющие, не заболевают», — отметил Свидлер, —  «И наоборот, многие люди, у которых нет генетической предрасположенности, в конечном итоге, страдают БА. Появляется все больше свидетельств того, что сигнатуры на молекулярном уровне могут указывать на то, что у кого-то разовьется БА, еще за десятилетия до того, как болезнь станет функционально наблюдаемой».

Хотя БА широко изучена, тонкости причин ее возникновения и влияния наследственного фактора фактически остаются неизвестными. По этой причине, исследователи ищут факты, которые могли быть упущены при других исследованиях. Ученые хотят знать, что химически отличает нормальный стареющий мозг и стареющий мозг, приближающийся к БА.

«Есть некоторые свидетельства того, что некоторые популяции нейронов особенно уязвимы, и мы хотим знать, почему», — сказал Свидлер, — «Знать, что конкретная популяция нейронов умирает, — это одно, но если мы сможем понять, что конкретно меняется с химической точки зрения, то станет возможно разработать меры, чтобы предотвратить это».

Чтобы получить расширенную химическую информацию о модели мозга мыши, пораженной БА, дуэт будет использовать уникальную комбинацию методов визуализации MRI и MS.

«При использовании большинства подходов к визуализации вы должны знать, на что смотрите», — сказал Свидлер. «Вы выбираете молекулу и спрашиваете: «Где она, сколько ее и какова ее точная химическая форма? Наш подход отличается, потому что комбинация MRI и MS не требует таких условий. Мы проводим исследование в пространственном масштабе, которого никогда раньше не было, от изображений отдельных клеток до всего мозга».

Поскольку ткань, отобранная для MS, извлекается, она способна картировать сотни или даже тысячи молекул. Эта подробная химическая информация позволяет исследователям уменьшить количество предположений, сделанных в отношении болезни. MRI является полностью неинвазивным методом и позволяет реконструировать и выявить уникальные пространственные организации молекул на разных стадиях БА.

Сочетание этих двух методов впервые позволит использовать сильные стороны обоих методов визуализации.

«Если мы сможем установить связи между информацией, полученной с помощью MS на биохимическом уровне, и макроскопическими изменениями, наблюдаемыми на МRI, мы потенциально сможем обеспечить основу для интерпретации MRI на молекулярном уровне», — сказал Лам.

Исследователи чрезвычайно воодушевлены новыми открывающимися возможностями и рассчитывают через 5 лет получить результаты мирового уровня.

Источник: https://www.eurekalert.org/

20.01.2023