Comprensione dei meccanismi di degenerazione sinaptica alla base dei sintomi clinici nei pazienti con MD e ND.

Questo studio:

1. eseguirà il sequenziamento dell'RNA delle sinapsi post-mortem dalla corteccia prefrontale di pazienti con schizofrenia o demenza frontotemporale e controlli non affetti. I dati saranno combinati con i dati di sequenziamento dell'RNA già disponibili da cloni iPSC consolidati di pazienti con schizofrenia o variante comportamentale della demenza frontotemporale e controlli non affetti. I campioni post-mortem di demenza frontotemporale sono già stati caratterizzati in termini di patologia della corteccia frontale in uno studio precedente e i dati del sequenziamento dell'RNA di omogenati sono disponibili per il confronto. La corteccia prefrontale è stata indicata come una regione centrale colpita attraverso MD e ND, rendendola la regione perfetta per determinare i driver molecolari comuni della disfunzione sinaptica. Verrà eseguita un'analisi di pathway del set di dati di sequenziamento dell'RNA per identificare pathway biologici o geni individuali deregolati nei campioni post-mortem e nelle linee iPSC di ciascuna condizione. Un totale di 3 geni che convergono tra i set di dati post-mortem e iPSC sarà selezionato per l'editing genico. Ogni gene sarà riparato con CRISPR/Cas9 in 1 linea parentale selezionata di schizofrenia e 1 linea parentale selezionata di demenza frontotemporale. L'impatto dei cambiamenti trascrizionali indotti sui fenotipi funzionali e morfologici sinaptici nelle colture neuronali di ciascuna linea editata genicamente sarà confrontato con la rispettiva linea parentale e con le linee di 3 controlli sani. Ci si aspetta un recupero dei fenotipi di malattia tale che la linea riparata editata mostri attività e morfologia sinaptica comparabile alle linee di controllo sane e distinta dalla linea parentale non editata. Tutti gli esperimenti includeranno 3 replicati biologici portando il numero totale di analisi a 420. Lo studio determinerà anche il ruolo della microglia sui deficit neuronali nei neuroni derivati da iPSC dei 20 cloni disponibili da pazienti con schizofrenia o variante comportamentale della demenza frontotemporale confrontando l'attività elettrofisiologica e la morfologia sinaptica nelle colture di neuroni derivati da iPSC da soli con quelle osservate nei neuroni derivati da iPSC co-coltivati con microglia derivata da iPSC differenziata dagli stessi cloni.
2. confronterà la composizione molecolare delle sinapsi post-mortem della corteccia prefrontale attraverso 3 MD (disturbo depressivo maggiore, disturbo bipolare e schizofrenia) e identificherà proteine differenzialmente espresse e reti proteiche disfunzionali attraverso analisi di pathway. Per determinare i potenziali effetti dei farmaci psicotropi sui proteomi sinaptici, lo studio quantificherà le concentrazioni di >200 farmaci psicoattivi e metaboliti sia in campioni post-mortem di sangue che di cervelletto degli stessi donatori e determinerà la correlazione con le proteine differenzialmente espresse. Mentre le analisi del sangue forniscono informazioni sui farmaci presenti al momento del decesso, i dati tossicologici nel tessuto cerebrale, che accumula farmaci per settimane o addirittura mesi dopo l'ultima assunzione, servono come indicatore migliore dell'aderenza dei soggetti ai trattamenti. Gruppi più grandi di 15 soggetti sono raccomandati per studi proteomici come questo. Ogni soggetto è stato accoppiato a un soggetto di controllo, corrispondente per sesso, età e intervallo post-mortem e senza evidenza di condizioni psichiatriche o neurologiche, secondo le loro cartelle cliniche.
3. quantificherà e confronterà la perdita sinaptica nelle regioni cerebrali dimostrate associate a volumi ridotti in pazienti MD e ND post-mortem. Nello specifico, lo studio confronterà la densità sinaptica nella corteccia prefrontale, ippocampo e striato di pazienti con disturbo depressivo maggiore, disturbo bipolare, schizofrenia, malattia di Alzheimer, demenza frontotemporale con controlli non affetti abbinati per età e sesso.