Menschliches organoides Gehirnmodell für die Alzheimer-Krankheit
2021
Beckman Research Institute of City of Hope, Duarte, USA
Die Alzheimer-Krankheit (AD) ist eine fortschreitende neurodegenerative Erkrankung. Bisher gibt es keine erfolgreichen Therapien, v.a. aufgrund des unvollständigen Verständnisses der komplexen Pathophysiologie der Alzheimer-Krankheit, insbesondere der sporadischen Alzheimer-Krankheit (sAD). In dieser Studie wird die sAD mit Hilfe von aus menschlichen induzierten pluripotenten Stammzellen (hiPSC) gewonnenen 3D-Hirnorganoiden modelliert. Da die Undichtigkeit der Blut-Hirn-Schranke (BHS) ein bekannter Risikofaktor für die Alzheimer-Krankheit ist, werden die Hirnorganoide menschlichem Serum ausgesetzt, um die Folgen des Zusammenbruchs der BHS in den Gehirnen von Alzheimer-Patienten zu imitieren, die durch die Serum-Exposition entstehen. Die serumexponierten Hirnorganoide sind in der Lage, AD-ähnliche Pathologien zu rekapitulieren, einschließlich erhöhter Amyloid-Beta-Aggregate (Aβ) und phosphorylierter Mikrotubuli-assoziierter Tau-Proteine (p-Tau), synaptischem Verlust und beeinträchtigtem neuronalen Netzwerk. Die Serum-Exposition erhöht dabei die Aβ- und p-Tau-Spiegel durch Enzyminduktion. Darüber hinaus zeigt die Einzelzell-Transkriptom-Analyse von Hirnorganoiden, dass die Serum-Exposition die synaptische Funktion sowohl in Neuronen als auch in Astrozyten reduziert und eine Immunantwort in Astrozyten induziert. Das in dieser Studie etablierte, auf menschlichen Hirnorganoiden basierende sAD-Modell kann eine leistungsfähige Plattform sowohl für die mechanistische Untersuchung als auch für die therapeutische Entwicklung in der Zukunft darstellen.
Modeling sporadic Alzheimer's disease in human brain organoids under serum exposure
Yanhong Shi
Eingestellt am: 05.11.2021
[1] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202101462[2] https://www.pcrm.org/news/ethical-science/human-brain-organoid-model-alzheimers-disease?emci=7b4c58a1-4233-ec11-9820-c896653b26c8&emdi=bad95973-e334-ec11-9820-c896653b26c8&ceid=2015591
