Alsheymer xəstəliyi beyində simptomlardan çox illər əvvəl başlayır, lakin erkən dəyişikliklər adətən ölümündən sonra və ya maye və görüntüləmə biomarkerləri vasitəsilə dolayı yolla öyrənilir. Burada biz göstəririk ki, ventrikuloperitoneal şunt əməliyyatı zamanı toplanan kiçik beyin biopsiyaları Alsheymer xəstəliyinin patologiyasını və həyat boyu zülal dövriyyəsini öyrənmək üçün istifadə edilə bilər. Biz normal təzyiqli hidrosefaliya şübhəsi olan 18 nəfərdən götürülmüş biopsiyaları, uyğunlaşdırılmış mədəcik və bel beyin-onurğa beyni mayesi və ölümündən sonrakı nəzarət beyin toxuması ilə birlikdə təhlil etdik. 18 biopsiyadan 9-da amiloid lövhələri mövcud idi, yetkin tau düyünləri isə nadir idi. Matris-assiste lazer desorbsiya/ionlaşma kütlə spektrometriyası görüntüləməsi toxuma daxilində amiloid lövhə kimyasını xəritələndirdi. Fosforilləşmiş tau 217 lövhələr ətrafında zənginləşmişdi ki, bu da amiloid və tau patologiyası arasında yerli əlaqəni dəstəkləyir. Yeni hazırlanmış zülalları izləyən sabit izotop nişanlanması, təxminən 3 saat ərzində sürətli tau nişanlanmasını aşkar etdi və beyin tau yarım-ömrünü təxminən 34 gün olaraq qiymətləndirdi. Amiloid lövhələri az aşkar edilə bilən dövriyyə göstərdi.
Demensiyanın ən çox yayılmış səbəbi olan Alsheymer xəstəliyi (AD), amiloid prekursor zülalından (APP) əldə edilən β-amiloid (Aβ) peptidinin çökməsi və hiperfosforilləşmiş tau zülalının hüceyrədaxili çökməsi ilə xarakterizə olunur1,2,3. Bu neyropatoloji müşahidələr əsas patoloji əlamətlərin, yəni hüceyrədənkənar Aβ lövhələrinin; hüceyrədənkənar neyrit lövhələrinin; hüceyrədaxili tau düyünlərinin ölümündən sonrakı müayinəsinə əsaslanır4,5 və beyin-onurğa beyni mayesi (CSF), plazma6,7,8 və görüntüləmə biomarkerləri (Aβ və tau Pozitron Emissiya Tomoqrafiyası (PET))9,10,11,12,13,14,15 ilə dəstəklənir.
Biz insan beyin toxumasında, xüsusən də AD kontinuumunun erkən mərhələlərində Aβ və tau patologiyalarının təkamülü haqqında anlayışa malik deyilik. Bu, həyat boyu insan beyin toxumasına məhdud çıxış və beyindəki ən erkən neyropatoloji AD dəyişikliklərinin məkan və zaman baxımından biokimyəvi xarakteristikası üçün plazma və CSF biomarkerlərindəki məhdudiyyətlərlə bağlıdır16,17. Bu, xüsusilə vacibdir, çünki maye biomarkerlərindəki son nailiyyətlər AD kontinuumunun erkən mərhələlərində müxtəlif Aβ və fosforilləşmiş tau (pTau) növlərini əhatə edir18,19,20,21.
Bu yaxınlara qədər texniki məhdudiyyətlər Aβ və tau patoloji strukturlarının hüceyrə və sub-hüceyrə səviyyəsində ətraflı biokimyəvi xarakteristikasına mane olurdu və zülalların sintez olunma, toplanma, təmizlənmə və ya zamanla dəyişdirilmə sürətini müəyyən etmək üçün məhdud vasitələr mövcud idi22,23,24. Bu strukturların necə formalaşdığını, zamanla necə təkamül etdiyini və Aβ və tau-nun ex vivo necə qarşılıqlı təsir göstərdiyini başa düşmək, xüsusilə xəstəliyin ən erkən simptomsuz mərhələsində terapevtik müdaxilə üçün əhəmiyyət kəsb edir25,26,27,28.
Bir sıra tamamlayıcı üsullar indi bu problemlərin öhdəsindən gəlməyə kömək edə bilər. Hədəflənmiş kütlə spektrometriyası (MS) ilə birləşdirilmiş immunopresipitasiya (IP), həll olunan və həll olunmayan zülal fraksiyaları əldə edildikdə zülaldakı biokimyəvi dəyişikliklər haqqında yüksək ayırdetmə və ətraflı məlumat verə bilər. Lakin, onun zəif məkan vizuallaşdırılması kimi öz çətinlikləri var29. Sabit İzotop nişanlanma kinetikası (SILK), zülal kinetikasını izləmək üçün insanlara venadaxili yeridilən izotopla nişanlanmış amin turşularından istifadə edir30,31,32. Onlar qan-beyin baryerindən sərbəst keçir və mərkəzi sinir sistemində tərcümə olunan zülallara daxil olur. Beyin toxumasında, mədəcik və bel CSF-də və digər fizioloji bölmələrdə nişanlanmış və nişanlanmamış zülallar arasında nisbət yaratmaq, istehsal və təmizlənmə sürətlərinin kəmiyyətcə müəyyən edilməsi üçün onlara "tarix" qoymağa imkan verir. Bu texnika zaman ayırdetməsini artırır; lakin ölçmə üçün daha az peptid mövcud olması ilə kompromisə gedir30,31,32. Artırılmış məkan ayırdetməsi də bu yaxınlarda matris-assiste lazer desorbsiya/ionlaşma (MALDI) kütlə spektrometriyasına əsaslanan görüntüləmə (MSI) ilə əldə edilmişdir ki, bu da aşağı mikrometr miqyasında in situ yerli peptid mübadiləsinin qiymətləndirilməsi üçün kimyəvi spesifikliyə və məkan ayırdetməsinə malikdir33. Biz və başqaları 15N sabit izotopu ilə nişanlanmış AD siçanlarının beyinlərində və insan ölümündən sonrakı beyin toxumasında kimyəvi dəyişiklikləri təsvir etmək üçün bu texniki irəliləyişlərdən istifadə etmişik34,35.
Zülal inklüziyaları haqqında əlavə məlumat translyasiyadan sonrakı modifikasiyaların (PTM) kəmiyyətcə müəyyən edilməsindən əldə edilə bilər. Tau fosforilləşir və xüsusi fosforilləşmə sahələri qan və CSF-də xəstəliyin mərhələsinin dəyərli proqnozlaşdırıcısı ola bilər36. Beyində toplanan uzunömürlü peptid olan Aβ, çoxsaylı PTM-lərə (məsələn, ardıcıl N-terminal kəsilmələri, piroqlutamat formalaşması, nitratlaşma, fosforilləşmə, dimerləşmə, sitrullinləşmə və Asp qalıq izomerləşməsi və s.) məruz qalır19,37,38,39,40,41,42,43. Beyində izomerləşmiş Aβ, AD spektrində amiloidozun vəziyyətini fərqləndirə bilər və lövhə yetkinliyini proqnozlaşdırmaq üçün faydalıdır18,44.
Xülasə — davamını mənbədə oxuyun.
