Inzicht in de mechanismen van synaptische degeneratie die ten grondslag liggen aan klinische symptomen bij patiënten met MDs en NDs.

Deze studie zal:

1. RNA-sequencing uitvoeren van postmortem synapsen uit de prefrontale cortex van patiënten met schizofrenie of frontotemporale dementie en onbeïnvloede controles. De gegevens zullen worden gecombineerd met reeds beschikbare RNA-sequencinggegevens van gevestigde iPSC-klonen van schizofrenie of gedragsvariant frontotemporale dementiepatiënten en onbeïnvloede controles. De postmortem frontotemporale dementiemonsters zijn al gekarakteriseerd wat betreft frontale cortexpathologie in een eerdere studie en gegevens van RNA-sequencing van homogenaten zijn beschikbaar voor vergelijking. De prefrontale cortex is geïdentificeerd als een kern-aangetast gebied bij zowel MD's als ND's, wat dit de perfecte regio maakt om gemeenschappelijke moleculaire aanjagers van synapsdisfunctie te bepalen. Pathway-analyse van de RNA-sequencingdataset zal worden uitgevoerd om biologische pathways of individuele genen te identificeren die gedereguleerd zijn in de postmortem monsters en iPSC-lijnen van elke aandoening. In totaal zullen 3 genen die convergeren tussen de postmortem- en iPSC-datasets worden geselecteerd voor genbewerking. Elk gen zal worden gerepareerd met CRISPR/Cas9 in 1 geselecteerde schizofrenie-ouderlijn en 1 geselecteerde frontotemporale dementie-ouderlijn. De impact van de geïnduceerde transcriptionele veranderingen op functionele en synaptische morfologie-fenotypen in neuronale culturen van elke genbewerkte lijn zal worden vergeleken met de respectievelijke ouderlijn en met lijnen van 3 gezonde controles. Een redding van de ziektefenotypen wordt verwacht, zodanig dat de gerepareerde bewerkte lijn activiteit en synaptische morfologie vertoont vergelijkbaar met de gezonde controlelijnen en onderscheiden van de onbewerkte ouderlijn. Alle experimenten zullen 3 biologische replicaten omvatten, wat het totale aantal analyses op 420 brengt. De studie zal ook de rol van microglia op neuronale deficit in iPSC-afgeleide neuronen van de 20 beschikbare klonen van patiënten met schizofrenie of gedragsvariant frontotemporale dementie bepalen door elektrofysiologische activiteit en synapsmorfologie in alleen iPSC-afgeleide neuronencultuur te vergelijken met die waargenomen in iPSC-afgeleide neuronen gecokweekt met iPSC-afgeleide microglia gedifferentieerd uit dezelfde klonen.
2. de moleculaire samenstelling vergelijken van postmortem synapsen uit de prefrontale cortex over 3 MD's (ernstige depressieve stoornis, bipolaire stoornis en schizofrenie) en differentieel tot expressie gebrachte eiwitten en disfunctionele eiwitnetwerken identificeren via pathway-analyses. Om de potentiële effecten van psychotrope geneesmiddelen op synaptische proteomen te bepalen, zal de studie de concentraties van >200 psychoactieve geneesmiddelen en metabolieten kwantificeren in zowel bloed- als cerebellum-postmortemmonsters van dezelfde donoren en de correlatie met de differentieel tot expressie gebrachte eiwitten bepalen. Terwijl bloedanalyses informatie geven over geneesmiddelen die aanwezig waren ten tijde van overlijden, dienen toxicologische gegevens in hersenweefsel, dat geneesmiddelen accumuleert gedurende weken of zelfs maanden na de laatste inname, als een betere indicator van de therapietrouw van de proefpersonen. Groepen groter dan 15 proefpersonen worden aanbevolen voor proteomische studies zoals deze. Elke proefpersoon werd gekoppeld aan een controleproefpersoon, overeenkomend in geslacht, leeftijd en postmortem interval en zonder bewijs van psychiatrische of neurologische aandoeningen, volgens hun medische dossiers.
3. synapsverlies kwantificeren en vergelijken in hersengebieden waarvan is aangetoond dat ze geassocieerd zijn met verminderde volumes bij MD- en ND-patiënten postmortem. Specifiek zal de studie de synapsdichtheid vergelijken in de prefrontale cortex, hippocampus en striatum van patiënten met ernstige depressieve stoornis, bipolaire stoornis, schizofrenie, ziekte van Alzheimer, frontotemporale dementie met leeftijds- en geslacht-gematchede onbeïnvloede controles.