Tau deposition patterns within the medial temporal lobe follow the connectivity of the entorhinal and perirhinal cortex – a combined post-mortem and 7T fMRI study
Deze gecombineerde post-mortem en 7T fMRI-studie toont aan dat de patronen van tau-depositie binnen de mediale temporale kwab significant worden gevormd door de intrinsieke functionele connectiviteit van de entorinale en perirhinale cortex, wat suggereert dat netwerkorganisatie de tau-propagatie aanstuurt nog vóór amyloïdose.
Oorspronkelijk artikel gelicentieerd onder CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dit is een AI-gegenereerde uitleg van een preprint die niet peer-reviewed is. Dit is geen medisch advies. Neem geen gezondheidsbeslissingen op basis van deze inhoud. Lees de volledige disclaimer
In de verouderende hersenen kan een eiwit genaamd tau beginnen te misvouwen en samen te klonteren binnen zenuwcellen, waardoor verstrengelde structuren ontstaan die neurofibrillaire kluwen worden genoemd. Deze kluwen zijn een kenmerk van de ziekte van Alzheimer en zijn nauw verbonden met het verlies van geheugen en denkvaardigheden. Hoewel deze kluwen vaak eerst verschijnen in een diepe hersenregio genaamd de mediale temporale kwab, die cruciaal is voor het vormen van nieuwe herinneringen, blijven ze daar niet voor altijd. Als de ziekte vordert, verspreiden de kluwen zich naar de buitenste lagen van de hersenen, wat wijdverspreide schade veroorzaakt. Wetenschappers vermoeden al lang dat deze verspreiding niet willekeurig is; het lijkt er namelijk op dat het de eigen interne bedrading van de hersenen volgt, waarbij het van het ene verbonden gebied naar het volgende beweegt. Het is echter onduidelijk gebleven hoe dit proces precies begint en beweegt binnen die kleine, kritieke startzone van de mediale temporale kwab zelf.
Om dit puzzelstuk op te lossen, combineerde een team onderzoekers twee krachtige methoden om de hersenen met ongekende detailgraad te bestuderen. Ze onderzochten hersenweefsel van 25 overleden personen en gebruikten krachtige microscopen om het exacte aantal tau-kluwen in veertien kleine subregio's van de mediale temporale kwab te tellen. Om te begrijpen hoe deze regio's met elkaar communiceren, gebruikten ze ultra-hoge resolutie magnetische resonantie-imaging, een type scan dat werkt op een sterkte die veel groter is dan die van standaard ziekenhuisapparaten, om de functionele verbindingen tussen diezelfde regio's in kaart te brengen bij 30 gezonde jongvolwassenen. Door de fysieke kaarten van de schade door kluwen te vergelijken met de kaarten van de hersenconnectiviteit, konden de onderzoekers zien of de verspreiding van de ziekte de communicatielijnen tussen cellen volgde.
De studie bevestigde dat de schade niet gelijkmatig verdeeld was. De hoogste niveaus van tau-kluwen werden gevonden in specifieke gebieden die bekend staan als de transentorhinale cortex en de anterolaterale entorinale cortex, samen met een deel van de hippocampus genaamd CA1. Dit zijn de regio's waar de ziekte gewoonlijk begint. De onderzoekers vonden een duidelijk patroon: gebieden die in de gezonde hersenen sterk met elkaar verbonden waren, vertoonden ook de neiging om vergelijkbare niveaus van tau-schade in de zieke hersenen te hebben. Dit suggereert dat de kluwen niet willekeurig van de ene plek naar de andere springen, maar in plaats daarvan langs de natuurlijke paden van de hersenen reizen, van de ene verbonden regio naar de buurman.
Toen het team probeerde te identificeren welke specifieke startpunt het beste voorspelde waar de schade als volgende zou verschijnen, ontdekten ze dat de connectiviteitsprofielen van de entorinale en perirhinale cortex de sterkste gidsen waren. Dit zijn de allereerste gebieden die tekenen van de ziekte vertonen. De gegevens toonden aan dat de manier waarop deze vroege regio's verbinding maken met de rest van de mediale temporale kwab, nauw overeenkwam met het patroon van tau-accumulatie in het gehele gebied. Dit patroon bleef standhouden, of de hersenen nu een kleine of een grote hoeveelheid schade hadden, wat suggereert dat de interne netwerkarchitectuur van de hersenen de ziekte vanaf het begin vormgeeft.
De onderzoekers merkten ook op dat hoewel de entorinale cortex de vroegste locatie van schade is, een ander nabijgelegen gebied, de perirhinale cortex, ook een belangrijke rol speelde bij het voorspellen van de verspreiding, zelfs al wordt dit gebied doorgaans iets later in het ziekteproces aangetast. Dit komt waarschijnlijk doordat de verbindingen ervan zo goed aansluiten bij het algemene patroon van schade. In tegen_gestel daarentegen voorspelden sommige andere regio's met veel schade, zoals het CA1-gebied van de hippocampus, de verspreiding minder goed, deels omdat zij verbonden zijn met andere delen van de hersenen die relatief vrij blijven van kluwen.
Deze bevindingen suggereren dat de verspreiding van tau binnen de geheugencentra van de hersenen wordt gedreven door de eigen structurele organisatie van de hersenen. De studie bewijst niet dat de kluwen fysiek langs deze draden reizen, maar het geeft sterk aan dat de verbindingen tussen cellen de kaart vormen langs welke de ziekte beweegt. Dit inzicht werpt een licht op een potentieel venster voor interventie. Als wetenschappers deze specifieke verbindingen in de entorinale en perirhinale cortex kunnen begrijpen en misschien zelfs kunnen beïnvloeden, zouden ze de progressie van de ziekte kunnen vertragen of stoppen voordat deze zich naar de rest van de hersenen verspreidt. Het werk onderstreept dat het bedradingsdiagram van de hersenen niet slechts een passieve structuur is, maar een actieve gids voor hoe de ziekte van Alzheimer zich ontvouwt.
Verdrinkt u in papers in uw vakgebied?
Ontvang dagelijkse digests van de nieuwste papers die bij uw onderzoekswoorden passen — met technische samenvattingen, in uw taal.