Das Dementia Research Institute an der Cardiff University verwendet das FLIPR Penta System zur Untersuchung der Rolle von Mikroglia bei der Alzheimer-Krankheit

Dr. Emily Maguire und ihr Team am UK Dementia Research Institute an der Cardiff University haben sich zum Ziel gesetzt, die Ursachen der Alzheimer-Krankheit zu ermitteln, um die Pflege, Diagnose und letztlich die Behandlung von Patienten zu verbessern.

Die Forschung in Emilys Gruppe konzentriert sich auf die Frage, welche Unterschiede zwischen den Gehirnzellen von Menschen mit und ohne Alzheimer-Krankheit bestehen. Insbesondere untersuchen sie eine besondere Klasse von Immunzellen des Gehirns, die als Mikroglia bekannt sind und die sich als entscheidender Faktor für das Fortschreiten der Alzheimer-Krankheit erwiesen haben. Sie verwenden Gentests, um das Alzheimer-Risiko abzuschätzen, und nehmen Blutproben von zwei Gruppen: Personen mit niedrigem Risiko und Personen mit hohem Risiko, die bereits von der Krankheit betroffen sind. Die Blutzellen werden zu Stammzellen transformiert und dann in Mikroglia differenziert. Dieser Ansatz ermöglicht es dem Team, Mikroglia von Personen mit hohem und niedrigem Risiko zu vergleichen und Unterschiede im Zusammenhang mit der Alzheimer-Krankheit zu identifizieren. Diese Forschung könnte es den Wissenschaftlern ermöglichen, in Zukunft spezifische Therapien für die Alzheimer-Krankheit zu entwickeln.

Umfangreiche frühere wissenschaftliche Untersuchungen belegen mehrfach die Fehlfunktion der Calcium-Signalübertragung in Zellen, die von der Alzheimer-Krankheit betroffen sind. Dr. Maguire sagt, dass es aus diesem Grund wichtig war, Veränderungen in der Calcium-Signalübertragung zwischen gesunden und erkrankten Mikroglia zu vergleichen. Dr. Maguire hatte zuvor mit einem inversen Mikroskop die Calcium-Signalübertragung zwischen Zellen mit unterschiedlichem Demenzrisiko auf der Ebene der einzelnen Zellen untersucht. Obwohl diese Technik wertvolle Daten lieferte, erwies sie sich als kompliziert und zeitaufwändig. Angesichts der Herausforderung, die Calcium-Signalübertragung in 60 Zelllinien zu untersuchen, bot sich das FLIPR Penta daher als die ideale Lösung an.

Das Team verwendete das FLIPR Penta, um die Reaktion der Mikroglia von Patienten mit hohem Alzheimer-Risiko mit der von Patienten mit geringem Alzheimer-Risiko zu vergleichen, wenn sie bekannten Calcium-Modulatoren ausgesetzt waren. Diese Vergleiche zielten darauf ab, Diskrepanzen in der Calcium-Signalübertragung zwischen erkrankten und nicht erkrankten Zellen festzustellen, die möglicherweise Aufschluss über die zugrunde liegende Pathologie geben könnten.

Bei diesem Ansatz wurden Zellen in eine 384-Well-Platte plattiert und mit einem grün fluoreszierenden Calcium-6- Farbstoff von Molecular Devices gefärbt. Nach der Inkubation wurde eine bestimmte Verbindung (z. B. ATP) in eine andere Platte geladen. Beide Platten wurden in das FLIPR Penta gestellt, das die Verbindung den Zellen zusetzte und Veränderungen der Fluoreszenz sowohl vor als auch 5 Minuten nach der Zugabe der Verbindung aufzeichnete. Dadurch konnte das Team das bei der Anwendung der Verbindung freigesetzte Calcium und damit die Niveaus der Zellsignale messen. Um die Ergebnisse zu standardisieren, nahm das Team auch ein Bild der Zellplatte auf und normalisierte die Fluoreszenzmessungen auf der Grundlage der Zellanzahl in jedem Well, so dass sie genaue und zuverlässige Vergleiche zwischen den Wells erhalten konnten.