Neurodegeneratieve ziekten, zoals de ziekte van Alzheimer (AD), worden gekenmerkt door een neuronaal verlies geassocieerd met verhoogde symptomen. AD, de meest voorkomende oorzaak van dementie, goed voor 60% -70% van de gevallen, treft ongeveer 50 miljoen mensen wereldwijd1. Op neuropathologisch niveau zijn de twee belangrijkste kenmerken van AD de accumulatie van extracellulaire amyloïde-β (Aβ) plaques en intracellulaire Tau neurofibrillaire klitten. Gliacelveranderingen zijn ook in verband gebracht met AD2 en mogelijke verstoring van verschillende neurotransmittersystemen 3,4.
De TgF344-AD rattenlijn is aangepast naar model AD door menselijke APP- en PS1ΔE9-transgenen tot expressie te brengen, wat leidt tot oplosbare en onoplosbare Aβ-40- en Aβ-42-expressie en amyloïde plaquevorming5. Het presenteert ook de accumulatie van hyperfosforyleerde vormen van het Tau-eiwit die leiden tot tauopathie. Vanaf de leeftijd van 9-24 maanden ontwikkelen de ratten geleidelijk de pathologische kenmerken van AD en een cognitieve stoornis 5,6,7,8,9.
Positron Emission Tomography (PET), Single-Photon Emission computed Tomography (SPECT) en autoradiografie zijn technieken gebaseerd op de emissie en kwantificering van γ stralen. Radiotracers worden gekwantificeerd in vivo (PET en SPECT) of ex vivo/in vitro (autoradiografie). Die gevoelige technieken hebben bijgedragen aan het begrijpen van mechanismen van verschillende hersenziekten, zoals AD. Inderdaad, in termen van neuro-inflammatie zijn er veel studies die 18 kDa Translocator Protein (TSPO), een in vivo neuro-inflammatiemarker, beoordelen met radioactief gelabelde tracers zoals [11C] - (R) - PK11195 of [11C] PBR28 (voor beoordeling zie10). Bovendien zijn veranderingen van neurotransmittersystemen bestudeerd met behulp van radiotracers 11,12,13.
Die technieken bepalen echter niet de cellulaire oorsprong van het radioactieve signaal. Dit zou de interpretatie van de biologische onderbouwing van de verandering in de binding van een radioligand in PET/SPECT kunnen belemmeren. In het geval van TSPO-studies naar neuro-inflammatie is het bijvoorbeeld van het grootste belang om te begrijpen of de toename of afname van TSPO te wijten is aan astrocytische of microgliale veranderingen. De Fluorescence-Activated Cell Sorting to Radioligand Treated Tissue (FACS-RTT) techniek werd ontwikkeld om deze problemen te omzeilen, waardoor de beoordeling van radioligandbinding in elk celtype afzonderlijk en de kwantificering van de doeleiwitdichtheid per cel mogelijk is. Deze innovatieve techniek is bijgevolg complementair en zeer compatibel met PET- en SPECT-beeldvorming.
Hier werd deze techniek toegepast langs twee assen: de studie van neuro-inflammatie met behulp van TSPO-specifieke radioliganden en het beoordelen van het serotonerge systeem. Op de eerste as was het doel om de cellulaire oorsprong van het TSPO-signaal te begrijpen als reactie op een acute ontstekingsreactie. Daarom werd FACS-RTT gebruikt op de hersenweefsels van ratten na de inductie van neuro-inflammatie via een lipopolysaccharide (LPS) injectie en na een in vivo [125I] CLINDE SPECT beeldvormingsstudie. Verder werden dezelfde beeldvorming en hetzelfde FACS-RTT-protocol toegepast op 12- en 24 maanden oude TgF344-AD-ratten en bijpassende wild-type (WT) ratten. De tweede as was gericht op het bepalen van de oorsprong van serotoninerge systeemveranderingen in dit rattenmodel via ex vivo 5-HT2A R-dichtheidsbeoordelingper celtype.