Dans une prépublication récente publiée sur le serveur de prépublication SSRN*, les chercheurs ont effectué une analyse en réseau des acides microribonucléiques (miARN) liés à la cognition et à la maladie d’Alzheimer (MA).
Étude: miR-129-5p comme biomarqueur pour la pathologie et le déclin cognitif dans la maladie d’Alzheimer. Crédit d’image : ART-ur/Shutterstock.com
*Avis important: SSRN publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/le comportement lié à la santé, ni être traités comme des informations établies.
Sommaire
Arrière-plan
La pathogenèse de la MA reste incertaine en raison de facteurs génétiques et neurochimiques complexes. L’expression dérégulée des miARN pourrait contribuer à des modifications de l’expression des gènes liés à la MA.
Les miARN sont devenus des cibles thérapeutiques prometteuses en raison de leur rôle crucial dans la régulation des niveaux d’expression des gènes cibles. L’intégration des analyses de réseau et de l’intelligence artificielle pourrait fournir des informations précieuses sur la pathogenèse de la maladie d’Alzheimer et les biomarqueurs pronostiques.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont exploré les miARN en tant que biomarqueurs de la pathogenèse de la MA.
Les chercheurs ont analysé les micro-ARN dans les tissus cérébraux des participants au projet Religious Orders Study/Rush Memory and Aging (ROS/MAP, 702 individus) comme ensemble de données de découverte, suivis d’analyses de type réseau de co-expression pour identifier les modules de réseau de la démence AD. et les miARN associés, ainsi que d’étudier leurs relations avec les marqueurs cognitifs et neuropathologiques.
Les données de séquençage de l’ARN du tissu cérébral (RNA-Seq) ont été utilisées pour effectuer des analyses d’association de micro-ARN liés à la MA et de leurs cibles génétiques, suivies d’analyses d’expression différentielle des gènes cibles. En plus des données ROS/MAP, les données Gene Expression Omnibus (GEO) ont été utilisées pour effectuer des analyses de réseau de type co-expression consensuelles de miARN réplicatifs.
En outre, les scientifiques ont évalué l’efficacité des miARN hub pour la catégorisation de la maladie d’Alzheimer à l’aide d’une technique basée sur l’intelligence artificielle. Une analyse d’enrichissement de l’ensemble de gènes a été réalisée pour identifier les voies biologiques des gènes cibles fortement liées aux niveaux d’expression des miARN hub associés à la MA.
Les voies de l’Encyclopédie des gènes et des génomes de Kyoto (KEGG) et des processus biologiques (BP) de Gene Ontology (GO) ont été utilisées. Une modélisation de régression logistique a été réalisée pour l’analyse.
Les participants ROS/MAP ont été classés parmi ceux sans déficience cognitive (NCI) et MA. Pour mieux différencier le NCI de la MA à l’aide de critères neuropathologiques et cliniques, le diagnostic d’Alzheimer était basé sur les scores Braak NFT de 4,0 ou plus, les scores du Consortium pour établir un registre de la MA (CERAD) et le diagnostic cognitif probable de la MA sans aucune autre cause.
Des scores de Braak de 3,0 ou moins, des scores CERAD indiquant un potentiel ou une absence de MA et un diagnostic clinique NCI ont été utilisés pour définir le NCI.
La maladie d’Alzheimer a été décrite dans les données Gene Expression Omnibus obtenues auprès de la banque de cerveaux humains du groupe brésilien d’étude sur le vieillissement du cerveau, comme des scores Braak NFT ≥ 3,0, et aucune déficience cognitive chez les participants sans symptômes neurologiques ni lésions neuropathologiques.
Le portail Accelerating Medicines Partnership for AD (AMP-AD) a été utilisé pour obtenir les profils MiARN des participants ROS/MAP. Des micro-ARN ont été isolés du cortex préfrontal du côté dorsolatéral du cerveau pour analyse.
Une réaction en chaîne par polymérase par transcription inverse (RT-PCR) a été réalisée pour vérifier les miARN identifiés par la puce à ADN. Les profils MiARN pour l’ensemble de données GEO ont été obtenus auprès du Centre national d’information sur la biotechnologie (NCBI).
Résultats
Les cohortes ROS/MAP avec miARN comprenaient 702 individus, dont 102 patients NCI et 177 patients atteints de MA, avec un âge médian au décès de 89 ans et 64 % de femmes.
L’ensemble de données GEO comprenait 16 individus disposant de données miARN, dont huit individus NCI et huit patients atteints de MA, avec un âge médian de 82 ans au décès et 69 % de femmes.
L’analyse du réseau a associé de manière significative le module lié au métabolisme du glucose à la cognition et à la MA. En particulier, miR-129-5p, miR-1260, miR-433, miR-221 et miR-200a ont démontré des relations robustes avec les caractéristiques clinicopathologiques de la maladie d’Alzheimer, parmi lesquelles miR129-5p a montré l’association la plus forte pour tous les phénotypes.
Il a été constaté que les gènes cibles de ces cinq miARN hub associés à la MA étaient enrichis en homologue de l’oncogène viral de la leucémie érythroblastique (ErbB), en protéine kinase activée par un mitogène (MAPK), en autophagie, en protéine kinase activée par l’adénosine monophosphate 5′ (AMPK) et voie de signalisation de la cible mammifère de la rapamycine (mTOR).
Notamment, miR-129-5p et miR-221 se sont révélés être des miARN hub dans la cohorte de réplication après avoir été identifiés comme miARN hub associés à la MA dans la cohorte de découverte.
L’analyse du réseau consensus a identifié deux modules de type réseau consensus liés à la MA et deux micro-ARN hub (miR-221 et miR-129-5p).
L’enquête sur l’apprentissage automatique a révélé que cinq miARN associés à la MA amélioraient considérablement la classification de la maladie d’Alzheimer. [area under the curve (AUC), 0.8]en utilisant des covariables telles que le statut de porteur de l’apolipoprotéine E4 (APOE 4), le sexe et l’âge.
Un niveau plus élevé de miR-129-5p était associé à une diminution du risque de maladie d’Alzheimer, à une meilleure cognition, à un déclin cognitif plus lent et à des caractéristiques pathologiques CERAD et Braak plus faibles de la maladie d’Alzheimer.
Des études ont rapporté que miR-129-5p est associé à l’autophagie, à la neuroinflammation et à la mort des cellules neuronales liées à la MA en ciblant des gènes tels que la protéine précurseur amyloïde (APP), la protéine 1 associée au oui (YAP1) et le groupe à haute mobilité. case 1 (HMGB1).
Conclusion
Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont mis en évidence que les signatures des miARN sont associées à la neuropathologie et à la cognition liées à la MA, en particulier au miR-129-5p.
L’intégration des analyses de réseau et de l’intelligence artificielle pourrait améliorer la classification de la maladie d’Alzheimer et aider à identifier des biomarqueurs potentiels afin de développer des stratégies sur mesure et d’améliorer la norme de soins pour les patients atteints de MA.
*Avis important: SSRN publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/le comportement lié à la santé, ni être traités comme des informations établies.
