మైక్రోగ్లియా, మెదడు యొక్క రోగనిరోధక కణాలు, సాధారణంగా శ్రద్ధగల సంరక్షకులుగా పనిచేస్తాయి. అవి సూక్ష్మజీవులు వంటి చొరబాటుదారులను తొలగిస్తాయి మరియు సెల్యులార్ శిధిలాలను తొలగిస్తాయి – అల్జీమర్స్ వ్యాధికి విలక్షణమైన ఫలకాలతో సహా. అయినప్పటికీ, మా మెదడు వయస్సులో, మైక్రోగ్లియా కూడా మారుతుంది. కొందరు సమర్థవంతంగా పనిచేస్తూనే ఉన్నప్పటికీ, మరికొందరు క్రమంగా వారి రక్షణ పాత్రను కోల్పోతారు మరియు చిన్న మొత్తంలో తాపజనక దూతలను స్రవించడం ప్రారంభిస్తారు.
అలాంటి ఒక దూత ఇంటర్‌లుకిన్ -12 (IL-12). ఖచ్చితమైన విశ్లేషణల ద్వారా, చారిటే-యూనివర్సిటీ మెడిజిన్ బెర్లిన్ వద్ద న్యూరోపాథాలజీ విభాగం డైరెక్టర్ ప్రొఫెసర్ ఫ్రాంక్ హెప్నర్, మరియు మాక్స్ డెల్బిక్ సెంటర్ (MDC-BIMSB) వద్ద బెర్లిన్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఫర్ మెడికల్ సిస్టమ్స్ బయాలజీ డైరెక్టర్ ప్రొఫెసర్ నికోలస్ రాజెవ్స్కీ, అదనపు భాగస్వాములతో పాటు, ఐఎల్ -12 ను తగ్గించాయి. “నేచర్ ఏజింగ్” లో ప్రచురించబడిన వారి అధ్యయనం కొత్త కలయిక చికిత్సలకు మార్గం సుగమం చేస్తుంది.
“దశాబ్దాలుగా, అల్జీమర్స్ పరిశోధన దాదాపుగా అమిలోయిడ్-బీటా మరియు టౌ డిపాజిట్లపై దృష్టి పెట్టింది, అయితే మంట దుష్ప్రభావంగా పరిగణించబడింది” అని హెప్నర్ చెప్పారు. “తాపజనక ప్రక్రియలు వ్యాధి పురోగతి యొక్క ప్రాధమిక డ్రైవర్‌గా ఉండవచ్చని ఇటీవల మేము గుర్తించడం ప్రారంభించాము. రాజ్వెస్కీ సహకరించడానికి.
అంటుకునే మరియు చిక్కుబడ్డ మెదడు కణాలు
జీవితమంతా, కణాలు బాహ్య ఉద్దీపనలకు ప్రతిస్పందించడానికి వారి జన్యు సూచనలను సూచిస్తాయి. ఈ ప్రక్రియను గమనించడానికి పరిశోధకులు సింగిల్-సెల్ విశ్లేషణలను ఉపయోగిస్తారు, ఏ జన్యువులను ఒకేసారి వేలాది వ్యక్తిగత కణాలలో చదివిన మరియు ప్రోటీన్లలోకి అనువదిస్తున్నాయి. ఈ విశ్లేషణలు భారీ డేటాసెట్లను ఉత్పత్తి చేస్తాయి, వీటిని ఇప్పుడు కృత్రిమ మేధస్సు మరియు యంత్ర అభ్యాసం సహాయంతో విశ్లేషించవచ్చు. ఏదేమైనా, సింగిల్ సెల్ సీక్వెన్సింగ్ టెక్నాలజీని ఉపయోగించడంలో ఒక ప్రధాన సవాలు కణజాల నమూనా నుండి వ్యక్తిగత కణాల నుండి వాటిని దెబ్బతీయడం లేదా అనాలోచిత మార్పులకు కారణం. “వృద్ధాప్య మౌస్ మెదడుల్లో – ముఖ్యంగా అల్జీమర్స్ ఫలకాలు ఉన్నవారు – కణాలు కలిసి ఇరుక్కుపోయి, చిక్కుకుపోయాయి, వాటిని శుభ్రంగా వేరుచేయడం దాదాపు అసాధ్యం” అని రాజ్వెస్కీ వివరించాడు.
అతని బృందం ఒక ప్రత్యామ్నాయాన్ని పరిపూర్ణంగా చాలా సంవత్సరాలు గడిపింది. మొత్తం కణాలను వేరుచేయడానికి బదులుగా, అవి మెదడు కణజాలం నుండి కణ కేంద్రకాలను సంగ్రహిస్తాయి మరియు ప్రతి కణంలో ఉన్న RNA ను విశ్లేషిస్తాయి. అలెన్ బ్రెయిన్ అట్లాస్ వంటి బహిరంగంగా లభించే డేటాతో క్రాస్-రిఫరెన్సింగ్ ద్వారా, వారి పద్ధతి అన్ని సెల్ జనాభా యొక్క ప్రతినిధి స్నాప్‌షాట్‌ను అందిస్తుందని వారు నిర్ధారించవచ్చు. ప్రస్తుత అధ్యయనం కోసం, వారు 80,000 సెల్ న్యూక్లియీల నుండి RNA ని క్రమబద్ధీకరించారు మరియు డేటాను ప్రాసెస్ చేయడానికి ప్రత్యేకమైన వర్క్‌ఫ్లోలను అభివృద్ధి చేశారు. వారు కణాల మధ్య కమ్యూనికేషన్‌ను కూడా పునర్నిర్మించారు. “ఈ అత్యంత సంక్లిష్టమైన డేటాను అర్థం చేసుకోవడానికి మా బృందాలు పదేపదే కలిసి కూర్చున్నాయి” అని రాజ్యూస్కీ చెప్పారు. “ఈ శ్రమతో కూడిన ప్రారంభ ఆప్టిమైజేషన్ చాలా ముఖ్యమైనది – అది లేకుండా, మేము ఈ కనెక్షన్‌లను గుర్తించలేము.”
IL-12 అల్జీమర్స్ మెదడును ఎలా దెబ్బతీస్తుంది
క్రోన్’స్ వ్యాధి మరియు రుమటాయిడ్ ఆర్థరైటిస్ వంటి ఆటో ఇమ్యూన్ వ్యాధుల పాత్రకు గతంలో ప్రధానంగా ప్రసిద్ది చెందిన IL-12, అల్జీమర్స్ పురోగతిలో కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది. ఇది రెండు కీ మెదడు కణ రకాలను దెబ్బతీస్తుంది: పరిపక్వ ఒలిగోడెండ్రోసైట్లు, ఇవి సాధారణంగా మైలిన్ ఉత్పత్తి చేస్తాయి – వేగవంతమైన సిగ్నల్ ట్రాన్స్మిషన్ కోసం అవసరమైన నరాల ఫైబర్స్ చుట్టూ కొవ్వు ఇన్సులేటింగ్ పొర; మరియు ఇంటర్న్‌యూరాన్స్, ఇవి జ్ఞానం మరియు జ్ఞాపకశక్తికి చాలా ముఖ్యమైనవి. IL-12 ఇంటర్న్‌యూరాన్లతో బంధించడం వల్ల వారు చనిపోతారు. ఒక దుర్మార్గపు వృత్తం ప్రారంభమవుతుంది: ఎక్కువ మైక్రోగ్లియా IL-12 ను ఉత్పత్తి చేస్తున్నందున, ఎక్కువ మెదడు కణాలు నష్టాన్ని కలిగిస్తాయి. ఇంతలో, మిగిలిన ఫంక్షనల్ మైక్రోగ్లియా అదనపు సెల్యులార్ శిధిలాలను క్లియర్ చేసే పని ద్వారా అధిక భారం పడుతుంది, తద్వారా అల్జీమర్స్ ఫలకాలను తొలగించడంలో విఫలమవుతుంది.
ఈ యంత్రాంగాన్ని ధృవీకరించడానికి, పరిశోధకులు దీనిని ఎలుకలలో మరియు మానవ కణజాలంలో పరీక్షించారు. సెల్ సంస్కృతులు మరియు మౌస్ మోడళ్లలో హెప్నర్ బృందం IL-12 ని నిరోధించినప్పుడు, వారు వ్యాధికి సంబంధించిన మార్పులను నివారించవచ్చు. గటింగెన్‌లోని మాక్స్ ప్లాంక్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఫర్ మల్టీడిసిప్లినరీ సైన్సెస్‌లో తీసిన మౌస్ మెదడు కణజాలం యొక్క ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోగ్రాఫ్‌లు IL-12 సిగ్నలింగ్ మార్గం ఉందా లేదా హాజరుకానా అనే దానిపై ఆధారపడి మైలిన్ నిర్మాణం మరియు నరాల ఫైబర్ సాంద్రత ఎలా మారిందో చూపించింది. జూరిచ్ విశ్వవిద్యాలయంలో మాస్ స్పెక్ట్రోమెట్రిక్ విశ్లేషణలు (లిపిడోమిక్స్) కొవ్వు అధికంగా ఉన్న ఇన్సులేటింగ్ పొర యొక్క మార్చబడిన కూర్పును నిర్ధారించాయి. అల్జీమర్స్ రోగుల నుండి శవపరీక్ష కణజాలం అధ్యయనం ఫలితాల యొక్క మరింత ధృవీకరణను అందించింది-మరింత అధునాతన వ్యాధి, కణజాలంలో ఎక్కువ IL-12 ఉంది. మానవ ఒలిగోడెండ్రోసైట్లు ఉన్న కణ సంస్కృతులు కూడా IL-12 కు చాలా సున్నితంగా ఉన్నాయి.
సంభావ్య కలయిక చికిత్స
“సింగిల్-సెల్ టెక్నాలజీస్ ఒక కీలకమైన ఉత్ప్రేరకంగా ఉపయోగపడుతున్న ఈ యంత్రాంగం యొక్క చాలా వివరణాత్మక చిత్రాన్ని మేము ఇప్పుడు కలిగి ఉన్నాము. ఏ సెల్ రకం IL-12 మొదట ప్రభావం చూపుతుంది-ఒలిగోడెండ్రోసైట్లు, ఇంటర్న్‌యూరాన్స్ లేదా ఏకకాలంలో రెండూ” అని డ్యూట్స్చెన్ జెంట్రమ్స్ ఎర్రెన్డెన్‌డరెన్‌డెనెర్ వద్ద న్యూరోయిమ్మునాలజీలో సమూహ నాయకుడు.
IL-12 ని బ్లాక్ చేసే మార్కెట్లో ఇప్పటికే మందులు ఉన్నందున ఈ అధ్యయనానికి తక్షణ చిక్కులు ఉన్నాయి. వైద్యులు వారి ఫలితాలను నిర్మించి, క్లినికల్ ట్రయల్స్ ప్రారంభిస్తారని పరిశోధకులు భావిస్తున్నారు. “ఈ మందులు ప్రభావవంతంగా నిరూపించబడితే, అవి వణుకుతున్న కొత్త బాణం. అల్జీమర్స్ కేవలం ఒక కారణం లేదు. వ్యాధి యొక్క ఒక అక్షం రోగనిరోధక వ్యవస్థ ద్వారా కూడా నియంత్రించబడుతుంది, కనీసం కొంతమంది రోగులలో. న్యూరోడెజెనరేషన్ మందగించడానికి కలయిక చికిత్స అవసరం” అని హెప్ప్నర్ నొక్కిచెప్పారు. ఇటువంటి విధానం వ్యాధి ప్రక్రియలో ప్రారంభంలో ప్రారంభమవుతుంది, ఎందుకంటే IL-12 ను రక్తం లేదా సెరెబ్రోస్పానియల్ ద్రవంలో కొలవవచ్చు, అతను జతచేస్తాడు.
ఇంతలో, చారిటే మరియు మాక్స్ డెల్బ్రూక్ సెంటర్‌లోని జట్లు కొత్త పరికల్పనను అన్వేషిస్తున్నాయి: మెదడులోని మైక్రోప్లాస్టిక్ మైక్రోగ్లియాను ఐఎల్ -12 ఉత్పత్తి చేయడానికి డ్రైవ్ చేయగలదా? “మైక్రోగ్లియా మైక్రోప్లాస్టిక్, తాపజనక ప్రతిచర్యలను ప్రేరేపించడానికి కష్టపడవచ్చు” అని రాజ్వెస్కీ సూచిస్తున్నారు. “ఇది పర్యావరణ కారకాలు మరియు విస్తృతమైన మధ్య సంబంధాన్ని వెల్లడిస్తుంది.” నిరూపించబడనివి అయితే, ఇరు జట్లు దీనిని బలవంతపు మరియు ముఖ్యమైన పరిశోధన దిశగా భావిస్తాయి.
