Alzheimerova nemoc na MRI. Ilustrační snímek. Foto: Atthapon Raksthaput / Shutterstock
Alzheimerova nemoc se u jednotlivých lidí projevuje odlišně. Vedle zhoršování paměti a dalších poznávacích schopností ji mohou provázet deprese, změny nálady nebo poruchy spánku. Ani rozsah změn v mozkové tkáni přitom nemusí odpovídat závažnosti obtíží. Výzkumníci nyní hledají biologické souvislosti těchto rozdílů v rozsáhlých záznamech genové aktivity jednotlivých mozkových buněk.
Studie zveřejněná 23. září 2026 v časopise Nature Medicine představuje výpočetní nástroj PASCode, který pomocí umělé inteligence vyhledává buněčné stavy spojené s různými projevy nemoci. Tým jeho prostřednictvím identifikoval přibližně 1,5 milionu buněk souvisejících se sledovanými charakteristikami u 584 dárců mozkové tkáně.
Co lze vyčíst z buněčného jádra
Základem výzkumu jsou data konsorcia PsychAD. Jeho rozsáhlý atlas mozkových buněk zahrnuje více než 6,3 milionu buněčných jader od 1 494 zemřelých dárců. Vedle lidí s Alzheimerovou nemocí obsahuje vzorky osob s dalšími neurologickými a psychiatrickými onemocněními i kontrolní skupinu. Výzkumníci zkoumali část mozkové kůry za čelem, označovanou jako dorzolaterální prefrontální kůra.
Použitá metoda zachycuje RNA v jednotlivých buněčných jádrech, a umožňuje tak sledovat aktivitu genů. Díky tomu lze odlišovat různé druhy buněk i jejich molekulární reakce na onemocnění. Při analýze celé tkáně dohromady by se některé rozdíly mezi neurony, podpůrnými buňkami a buňkami spojenými s cévami mohly ztratit ve společném výsledku.
Podobný přístup už přinesl výsledky v práci publikované roku 2019, která analyzovala 80 660 buněčných jader od 48 lidí. Ukázala, že změny související s Alzheimerovou nemocí se liší podle buněčného typu i stadia patologického procesu. V časnějších stadiích byly výrazněji specifické pro jednotlivé typy buněk, zatímco pozdější změny zahrnovaly společnou reakci na stres.
Proč některé mozky odolávají lépe
PASCode kombinuje několik statistických postupů s grafovou neuronovou sítí. Jednotlivým buňkám přisuzuje skóre jejich spojení se sledovaným projevem nemoci. Výzkumníci potom porovnávali takto vybrané buněčné populace v rámci 27 podtříd mozkových buněk a hledali charakteristické změny genové aktivity.
Zvláštní pozornost věnovali lidem, kteří si navzdory patologickým změnám typickým pro Alzheimerovu nemoc zachovali poznávací schopnosti. U těchto dárců nalezli odlišné stavy astrocytů, podpůrných mozkových buněk, s rozdíly v aktivitě genů spojovaných s ochranou či poškozováním neuronů. U dárců s narušenými poznávacími schopnostmi zachytili výraznější nerovnováhu mezi excitačními a inhibičními procesy a poruchy související s mitochondriemi, které zajišťují buněčnou energii.
K individuálnímu obrazu onemocnění
Ve stejný den vyšla také související studie v Nature Communications, která představuje nástroj iBrainMap. Ten vytváří pro každého dárce vlastní model vztahů mezi buněčnými typy a regulací genů. Autoři své analýzy ověřovali napříč soubory zahrnujícími dohromady více než 1 900 mozků.
Takové modelování umožňuje hledat molekulárně podobné skupiny dárců a zároveň zachovat rozdíly mezi jednotlivci. Výzkumníci mohou sledovat, které genové sítě a buněčné vztahy jsou pro konkrétního člověka výrazné a které se opakují u větší části souboru. Tyto informace by mohly pomoci vybírat mechanismy pro další výzkum a případný vývoj cílené léčby.
Klinické využití však zůstává otázkou. Analýzy vycházejí z posmrtně odebrané tkáně, tudíž samotná nalezená souvislost neprokazuje, že by určitá buněčná změna způsobila konkrétní příznak. Ani iBrainMap zatím není nástrojem pro výběr léčby pacientů. Jeho autoři však počítají s rozšířením modelů o další biologická data, například informace o bílkovinách a prostorovém uspořádání buněk. Následné experimenty budou muset ověřit, které z odhalených vztahů mají příčinný význam a zda je lze léčebně ovlivnit.
-etcz-
Comments