L’équipe de recherche, dirigée par Evgeny Chumin, PhD, chercheur postdoctoral au Département des sciences psychologiques et du cerveau du Collège des arts et des sciences à l’IU Bloomington, et Paul Territo, PhD, professeur de médecine à l’École de médecine de l’IU, a publié leurs découvertes dans Alzheimer & Dementia: The Journal of the Alzheimer’s Association.

Plus de 6,5 millions d’Américains âgés de 65 ans et plus vivent avec la maladie d’Alzheimer, et ce nombre pourrait atteindre près de 14 millions d’ici 2060, selon l’Association Alzheimer. Bien que les plaques amyloïdes et les enchevêtrements de protéine Tau soient les deux principales caractéristiques de la maladie d’Alzheimer, des études indiquent également que la maladie d’Alzheimer modifie le métabolisme du glucose dans le cerveau.

Cette étude a examiné les modifications du réseau métabolique dans le cerveau de modèles animaux atteints de la maladie d’Alzheimer développés par le Model Organism Development and Evaluation for Late-Onset Alzheimer’s Disease (MODEL-AD), un consortium d’experts de l’IU School of Medicine, Jackson Laboratory, University. de Pittsburgh et Sage Bionetworks. Les outils développés grâce à cette collaboration de recherche, a déclaré Territo, fournissent une approche translationnelle pour évaluer la progression de la maladie d’Alzheimer dans des modèles animaux et renforcent le développement rigoureux de modèles animaux et les pipelines de tests précliniques de médicaments du consortium développés pour étudier et traiter la maladie.

« Nous avons créé pour la première fois des outils pour évaluer des modèles de souris porteurs de gènes humains, qui s’appuient sur la boîte à outils de connectivité cérébrale bien établie utilisée dans les études sur l’homme », a déclaré Territo. « Nous appliquons ces outils pour mieux comprendre la progression de la maladie d’Alzheimer et la réponse thérapeutique et les intégrons comme ressource dans MODEL-AD. »

Territo, membre principal de l’Institut de recherche en neurosciences Stark de l’École de médecine IU et co-chercheur principal du consortium MODEL-AD, a déclaré que deux études antérieures avaient inspiré ses recherches sur l’analyse de la façon dont différentes zones du cerveau interagissent au cours de la progression de la maladie.

Olaf Sporns, PhD, professeur émérite au Département des sciences psychologiques et du cerveau de l’IU Bloomington, a déjà publié des articles sur les neurosciences en réseau, une approche permettant de surveiller la progression de la maladie à l’aide de la théorie des graphes et de l’imagerie médicale – IRM et TEP – pour cartographier, enregistrer, analyser et modéliser les éléments et les interactions des systèmes neurobiologiques chez l’humain. Cela permet aux scientifiques de constater les changements qui se produisent dans les sous-réseaux du cerveau en améliorant la manière dont la neuroimagerie comme l’IRM et la TEP peut être analysée. Chumin est chercheur postdoctoral au laboratoire Sporns.

Les réseaux de covariance métabolique des modèles animaux atteints de la maladie d’Alzheimer ont montré un accord de structure communautaire inférieur à celui des modèles normaux. L’accord quantifie la propension des régions du réseau métabolique à se regrouper, avec des valeurs plus faibles indiquant des perturbations dans les relations interrégionales de l’activité métabolique.

L’autre recherche est celle de Mattia Veronese, PhD, scientifique du King’s College de Londres et professeur agrégé à l’Université de Padoue en Italie, qui a étudié les données d’imagerie TEP humaine des participants à l’Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) pour rechercher un réseau cérébral. changements et progression de la maladie en utilisant l’approche de neurosciences en réseau développée par Sporns. Veronese est également co-auteur de l’article de la revue Alzheimer’s & Dementia.

« Ces deux travaux ont conduit notre équipe à développer des outils qui permettraient d’extraire une signification supplémentaire des images de modèles de souris MODEL-AD, dans le but non seulement de fournir des mesures similaires sur le cerveau entier observées dans les études cliniques précédentes, mais également de plonger plus profondément et peut-être comprendre comment les sous-réseaux au sein du cerveau de ces modèles pourraient éclairer les mécanismes de la biologie sous-jacente », a déclaré Territo.

Chumin a aidé à développer les outils et les ressources de l’approche neuroscientifique en réseau de la recherche clinique humaine aux modèles animaux précliniques de MODEL-AD. Les enquêteurs ont analysé le cerveau dans son ensemble et ont également examiné les sous-réseaux du cerveau pour voir comment ces zones communiquent et interagissent à mesure que la maladie progresse.

« Grâce à cette approche, l’analyse par l’équipe de recherche des changements métaboliques dans des modèles animaux a confirmé les résultats cliniques antérieurs sur la progression de la maladie chez les patients atteints de la maladie d’Alzheimer », a déclaré Territo.

Les modèles animaux ont montré des changements liés à l’âge dans l’absorption du glucose ainsi que des différences entre les hommes et les femmes, similaires aux résultats des données humaines sur la maladie d’Alzheimer.

Territo a déclaré que MODEL-AD prévoit d’utiliser ces outils de neurosciences en réseau dans ses investigations sur d’autres données précliniques, notamment des modèles de maladie d’Alzheimer à apparition tardive, des traitements potentiels pour la maladie et des analyses multimodales combinant des données de neuroimagerie provenant de la TEP et de l’IRM.