Mapeo de la desconexión estructural y firmas transcriptómicas en la enfermedad de Alzheimer con redes MIND

Área de la Ciencia:

• Neurociencia; Biología Computacional; Genómica

Sus antecedentes:

• La enfermedad de Alzheimer (EA) se considera cada vez más un síndrome de desconexión que afecta a las redes cerebrales.; La desconexión estructural a nivel de vértice y sus sustratos moleculares en la EA no se comprenden bien.; La divergencia inversa morfométrica (MIND) ofrece un método novedoso para el mapeo detallado de la desconexión estructural y sus correlatos transcriptómicos en la EA.

Objetivo del estudio:

• Mapear los patrones de desconexión estructural en la enfermedad de Alzheimer utilizando el enfoque MIND.; Investigar la asociación entre las alteraciones de MIND, el rendimiento cognitivo y los biomarcadores de EA.; Explorar la base transcriptómica de las alteraciones del conectoma de MIND en la EA.; Evaluar el rendimiento diagnóstico de MIND en comparación con las Redes de Similitud Morfológica (MSN).

Principales métodos:

• Se aplicó MIND a dos conjuntos de datos independientes (ADNI y Qilu) que comprenden individuos con EA y controles cognitivamente normales (CN).; Se correlacionaron las alteraciones de la red MIND con puntuaciones cognitivas (MMSE) y datos de biomarcadores (LCR Aβ-42, FDG-PET SUVR).; Se vinculó el conectoma MIND con datos de expresión génica espacial utilizando regresión de mínimos parciales y análisis de enriquecimiento génico.; Se desarrolló una red neuronal profunda (ResDNN) para comparar el rendimiento diagnóstico de MIND frente a MSN.

Principales resultados:

• Se observó una disminución del grado de MIND en los lóbulos frontal, occipital y temporal correlacionada positivamente con la función cognitiva y la actividad metabólica.; Se encontró un aumento del grado de MIND en las regiones mediales del lóbulo temporal correlacionado negativamente con la cognición y los biomarcadores de EA.; Las alteraciones de MIND se asociaron con perfiles de expresión génica relacionados con la función sináptica, la neurotransmisión y el metabolismo.; MIND demostró una precisión diagnóstica superior (AUC=0.90/0.88) en comparación con las MSN para distinguir la EA de los CN.

Conclusiones:

• El enfoque MIND mapea eficazmente los patrones de desconexión estructural en la enfermedad de Alzheimer.; Estos patrones están vinculados a firmas transcriptómicas específicas, lo que mejora la comprensión de la EA como un síndrome de desconexión.; MIND muestra una promesa significativa como herramienta sensible para investigaciones mecanicistas y clínicas en la EA.