AD to przewlekła patologia charakteryzująca się stopniowym upośledzeniem neurodegeneracyjnym wpływającym na różne obszary mózgu, takie jak kora śródwęchowa (EC), BF, hipokamp (HC) i opuszka węchowa (OB)1,2,3,4,5. Późne etapy rozwoju choroby Alzheimera prowadzą do postępującego pogorszenia funkcji poznawczych, co czyni tę chorobę najczęstszą formą demencji, stanowiącą około 70% wszystkich przypadków6. Pomimo szeroko zakrojonych prób zrozumienia początkowych etapów powodujących chorobę Alzheimera, obecnie nie ma zdefiniowanych wskazań eksperymentalnych, które by je wyjaśniały. Ponadto, najpopularniejsza teoria - "hipoteza amyloidu" - jest coraz częściej kwestionowana, ponieważ nie dostarcza pełnego profilu wyjaśniającego patobiologię choroby Alzheimera, ani celu farmaceutycznego, który okazał się skuteczny7,8,9.
Alternatywna teoria, która cieszy się coraz większym zainteresowaniem, sugeruje, że początkowe mechanizmy zachodzące podczas neurodegeneracji są związane z klastrem neuronów głównie podatnym w AD3,10,11,12,13,14. Ten heterogeniczny węzeł komórkowy obejmujący BF, śródmózgowie i pień mózgu, rzutuje na wiele regionów, takich jak EC, HC i OB15,16. Pomimo różnorodności morfologii neuronów i syntezy neuroprzekaźników, ten rdzeń komórek ma wspólną cechę ekspresji AChE, która może również pełnić funkcję nieenzymatyczną17,18. Ta nieklasyczna rola jako nowej cząsteczki sygnałowej pośredniczy w przepływie wapnia (Ca2+) do neuronów, które mogą ulegać zdarzeniom troficznym lub toksycznym w związku z dawką Ca2+, dostępnością i wiekiem neuronów17,18,19.
Podczas neurodegeneracji, obserwowana utrata komórek może być zatem związana z tą nieenzymatyczną funkcją17,18,20, co można przypisać peptydowi 30merowemu (T30) odciętemu od C-końca AChE20. Zgodnie z poprzednimi wynikami, przeprowadzonymi na hodowli komórkowej i obrazowaniu optycznym18,21, wykazaliśmy, za pomocą nowatorskiego podejścia opartego na wycinkach mózgu szczura ex vivo zawierających struktury BF, że T30 indukuje profil podobny do AD22. W szczególności ta nowa metodologia oferuje bardziej fizjologiczny scenariusz niż hodowla komórkowa, ponieważ zachowuje wiele cech nienaruszonej tkanki, od anatomicznych po zachowanie obwodów, choć przez czas wielogodzinny. Zastosowaliśmy ten protokół do zbadania zdarzeń mających miejsce we wczesnych fazach neurodegeneracji, monitorując ostrą odpowiedź po zastosowaniu T30.
Pomimo obszernej literatury na temat używania wycinków mózgu do badania szlaków molekularnych związanych z uszkodzeniem neuronów lub neurogenezą23,24, ten protokół po raz pierwszy zapewnia bardziej natychmiastowy i czuły odczyt w porównaniu do powszechnego stosowania plastrów organotypowych. Jednak, podobnie jak w przypadku organotypowych wycinków mózgu, ta procedura ostrego plastra może być również przyjęta do kilku celów, takich jak ocena cząsteczek neuroprotekcyjnych lub neurotoksycznych, odkrywanie pierwotnych zmian molekularnych zachodzących w określonym procesie, analiza immunohistochemiczna i testy farmakologiczne patologii związanych z ośrodkowym układem nerwowym.