TAR DNA-binding protein 43 kDa (TDP-43), nörodejeneratif hastalıklarda patolojik protein birikimleriyle ilişkilendirilen bir DNA/RNA bağlayıcı proteindir; bu çalışmada özellikle serin 409 ve 410 bölgelerinde fosforile olmuş patolojik biçimi pTDP-43 incelenmiştir. Araştırmacılar, Alzheimer hastalığı (AD), Alzheimer hastalığına eşlik eden Lewy cisimciği hastalığı ve primer yaşa bağlı tauopati (PART) bulunan insan postmortem beyin dokularında pTDP-43'ün hangi nöronal sistemlerle uzamsal olarak örtüştüğünü araştırmıştır. Multiplex immünofloresans, konfokal z-stack görüntüleme ve AIVIA 15.0 kullanılarak gerçekleştirilen yapay zekâ destekli üç boyutlu nesne segmentasyonu birleştirilmiştir. Çalışmanın ana bulgusu, pTDP-43 birikiminin amigdala, hipokampal alt bölgeler ve entorhinal korteks boyunca özellikle dopamin β-hidroksilaz (DβH) pozitif noradrenerjik nöronlarla güçlü biçimde örtüşmesidir.

Toplam 15 vaka incelenmiştir. Kontrol vakalarında nörodejeneratif patoloji bulunmadığı için bu örnekler nöronal belirteç boyamalarının görünümünü karşılaştırmak amacıyla görsel referans olarak kullanılmış, pTDP-43 kolokalizasyon analizlerinin ana parçası yapılmamıştır. Hastalık gruplarındaki 12 vaka PART-TDP, yüksek olasılıklı Alzheimer hastalığı ile TDP-43 patolojisi (hAD-TDP) ve buna Lewy cisimciği hastalığının eşlik ettiği hAD-TDP-LBD grupları olarak değerlendirilmiştir.

Noradrenerjik sistemi işaretleyen DβH ile pTDP-43 arasındaki örtüşme çalışmadaki en tutarlı ve grupları ayırmada en güçlü nöronal belirteç örüntüsü olmuştur. Tirozin hidroksilaz (TH) pozitif dopaminerjik/noradrenerjik nöronlar da pTDP-43 ile ilişkili bulunmuş; veziküler glutamat taşıyıcısı-1 (VGLUT1) pozitif glutamaterjik terminal ve nöronların katılımı çoğu bölgede daha sınırlı olmuş; kolin asetiltransferaz (ChAT) pozitif kolinerjik hücreler ise genel olarak en düşük kolokalizasyon düzeylerini göstermiştir.

Eşlik eden Lewy cisimciği hastalığı (Lewy body disease, LBD) önemli bir değiştirici olarak ortaya çıkmıştır. Çok sayıda bölge ve nörotransmiter sisteminde LBD varlığı daha düşük pTDP-43 kolokalizasyonuyla ilişkilendirilmiştir. PCA ve hiyerarşik kümeleme analizlerinde LBD durumu ile amiloid yükü grup yapısının önemli belirleyicileri olmuş; DβH kolokalizasyon örüntüleri patolojik grupları ayırmada özellikle güçlü bulunmuştur.

Bununla birlikte çalışma yalnız 15 postmortem vakadan oluşan küçük ve keşifsel bir örnekleme dayanmaktadır. Kontrol vakaları hastalık gruplarından belirgin biçimde daha gençtir; postmortem dokunun doğal değişkenliği vardır ve çalışma kesitseldir. Bu nedenle pTDP-43 ile belirli nöronal sistemlerin kolokalizasyonu nedensellik kanıtı değildir. Çalışma, TDP-43'ün noradrenerjik nöronları hangi moleküler mekanizmayla etkilediğini veya TDP-43 birikiminin nöronal işlev bozukluğundan önce mi sonra mı geliştiğini doğrudan göstermemektedir.

TDP-43 ve pTDP-43 Nedir?

TDP-43, yaklaşık 43 kDa büyüklüğünde DNA ve RNA ile etkileşebilen bir proteindir; nörodejeneratif hastalıklarda patolojik agregatlar oluşturduğunda özellikle serin 409/410 kalıntılarındaki fosforilasyonu sık görülen bir değişikliktir. Bu çalışma, toplam TDP-43'ten çok patolojik birikimlerle ilişkili fosforile TDP-43'ün, yani pTDP-43'ün farklı nöronal belirteçlerle üç boyutlu uzamsal örtüşmesini merkezine almaktadır.

TDP-43 proteininin kaynakta verilen yapısal özellikleri

Kaynak TDP-43'ün dört temel bölgeden oluştuğunu belirtmektedir: bir N-terminal bölge, iki adet RNA tanıma motifi (RRM1 ve RRM2) ve prion-benzeri özelliklere sahip bir C-terminal bölge. Çalışmada patolojik inklüzyonları değerlendirmek için özellikle S409/410 fosforilasyonuna yönelik pTDP-43 antikorları kullanılmış, ayrıca toplam TDP-43 ile N-terminal ve C-terminal TDP-43 parçalarına yönelik antikorlar da yöntem bölümünde tanımlanmıştır.

Fosforilasyon, bir proteinin belirli amino asit bölgelerine fosfat grubu eklenmesidir. Fosforilasyon her zaman patolojik değildir; ancak TDP-43 proteinopatilerinde S409/410 fosforilasyonu patolojik inklüzyonlarla güçlü biçimde ilişkilendirilen bir moleküler işarettir. Bu nedenle araştırmacılar hücre içinde pTDP-43 işaretinin nerede bulunduğunu farklı nöron tiplerinin işaretleriyle karşılaştırmıştır.

Alzheimer hastalığında TDP-43 neden inceleniyor?

Alzheimer hastalığının temel nöropatolojik özellikleri amiloid-β plakları ve hiperfosforile tau birikimleridir; ancak birçok vakada bunlara başka proteinopatiler eşlik eder. Kaynak, TDP-43 patolojisinin AD ve primer yaşa bağlı tauopati vakalarında yüksek sıklıkta görülebildiğini ve bazı araştırmacıların limbik bölgelerdeki yaşa bağlı TDP-43 patolojisini LATE — Limbic-Predominant Age-Related TDP-43 Encephalopathy çerçevesinde değerlendirdiğini belirtmektedir.

AD'de TDP-43 eşlik eden patolojisinin daha hızlı hipokampal atrofi, demans için daha düşük patolojik eşik ve daha hızlı bilişsel gerilemeyle ilişkili olduğu önceki çalışmalardan bilinmektedir. Bu araştırmanın temel boşluğu ise TDP-43'ün limbik sistemde hangi hücresel alt tiplere özellikle yöneldiğinin yeterince tanımlanmamış olmasıdır.

PART ne anlama gelir?

Primer yaşa bağlı tauopati (Primary Age-Related Tauopathy, PART), yaşla ilişkili tau nörofibriler patolojisinin bulunduğu fakat Alzheimer hastalığı için tipik yüksek amiloid yükünün bulunmadığı veya çok sınırlı olduğu nöropatolojik bir durumdur. Çalışmada PART-TDP grubu, TDP-43 patolojisinin AD'nin yoğun amiloid ortamı olmadan nasıl dağıldığını karşılaştırmak için önemlidir.

Kaynak tablolarındaki AD nöropatolojik değişiklik kodları A-B-C biçiminde raporlanmıştır. Bu yapı, amiloid birikiminin derecesini, tau nörofibriler patolojisini ve nöritik plak yükünü birlikte ifade eden birleşik nöropatolojik sınıflandırmadır. Ayrıca Thal fazı, Braak evresi ve CERAD değerlendirmesi ayrı değişkenler olarak kullanılmıştır.

hAD kısaltması ne demektir?

Bu makaledeki hAD, “high-likelihood Alzheimer’s disease”, yani nöropatolojik açıdan Alzheimer hastalığı olasılığının yüksek olduğu vakaları ifade eder. Buradaki “h” harfi “herediter” veya “kalıtsal” anlamına gelmez.

Çalışmada incelenen dört nöronal belirteç

Noradrenerjik sistem neden önemlidir?

Noradrenerjik nöronlar uyanıklık, dikkat, bilişsel esneklik ve hafıza süreçlerinin düzenlenmesine katılır. Kaynak, özellikle locus coeruleus noradrenerjik sisteminin Alzheimer hastalığında erken dönemde dejenerasyona uğrayabildiğini ve noradrenerjik tonusun kaybının nöroinflamasyon ve büyük ölçekli sinir ağı kırılganlığıyla ilişkilendirildiğini aktarmaktadır.

Çalışmanın bulduğu yüksek DβH–pTDP-43 örtüşmesi bu nedenle yalnız mikroskobik bir boyama çakışması olarak değil, TDP-43 patolojisinin nöromodülatör devrelerle ilişkisine dair bir hücre-tipi örüntüsü olarak değerlendirilmiştir. Ancak bu örüntü doğrudan fonksiyon kaybını ölçmemiştir.

Amigdala, hipokampus ve entorhinal korteks neden birlikte incelendi?

TDP-43 patolojisi Alzheimer hastalığında özellikle limbik yapılarda belirginleşir ve amigdala erken tutulum bölgelerinden biridir. Hipokampus hafıza devrelerinin merkezindedir; entorhinal korteks ise kortikal bilgi ile hipokampal sistem arasında önemli bir bağlantı bölgesidir. Araştırmacılar bu nedenle TDP-43'ün tek bir anatomik bölgede değil, limbik sistem boyunca farklı nöronal alt tiplere nasıl dağıldığını incelemiştir.

Bu Çalışmada “Kolokalizasyon” Tam Olarak Ne Anlama Geliyor?

Kolokalizasyon, pTDP-43 ile belirli bir nöronal belirtecin yalnız birbirine yakın görünmesi değil, AIVIA tarafından üç boyutlu olarak segmentlenen nesnelerin soma veya nörit hacimleri içinde gerçekten temas etmesi ve uzamsal olarak örtüşmesi anlamına gelir; çalışma bu örtüşmeleri “relation count” olarak nicelleştirmiştir.

Bu ayrım önemlidir. İki floresan sinyal aynı mikroskop görüntüsünde birkaç mikrometre yakın görünse bile aynı hücresel nesnenin parçası olmayabilir. Çalışmada z eksenindeki konum da hesaba katılarak üç boyutlu rekonstrüksiyon yapılmış ve yalnız nesne düzeyindeki temas/örtüşme ilişkileri kolokalizasyon olarak kabul edilmiştir.

Bir pTDP-43 nesnesi hiçbir nöronal belirteç nesnesiyle örtüşmeyebileceği gibi birden fazla nesneyle de örtüşebilir. Dolayısıyla “relation count” doğrudan “kaç nöron hastadır?” anlamına gelmez; segmentlenen pTDP-43 nesneleri ile nöronal belirteç nesneleri arasındaki üç boyutlu ilişki sayısını ifade eder.

Kolokalizasyon nedensellik değildir

DβH ve pTDP-43 sinyallerinin aynı hücresel yapıda örtüşmesi, TDP-43'ün noradrenerjik nöronlarda bulunduğunu veya bu yapılarla güçlü bir uzamsal ilişki taşıdığını destekler. Ancak bu ölçüm tek başına TDP-43'ün noradrenerjik nöron ölümünün nedeni olduğunu, DβH'nin TDP-43 agregasyonunu başlattığını veya iki molekülün doğrudan fiziksel olarak birbirine bağlandığını kanıtlamaz.

PCA ve HCA ne işe yarıyor?

Temel bileşen analizi (Principal Component Analysis, PCA), çok sayıda birbirleriyle ilişkili değişkeni, verideki en yüksek değişkenliği taşıyan daha az sayıda yeni eksene dönüştüren boyut indirgeme yöntemidir. Kaynakta her değişken PCA'dan önce z-skoruna dönüştürülmüş, böylece farklı ölçeklerdeki değişkenlerin analize doğrudan baskın çıkması azaltılmıştır.

Her temel bileşen, özgün değişkenlerin birbirine dik yani ortogonal doğrusal birleşimidir. Birinci bileşen veride açıklanabilecek en büyük varyans yönünü, sonraki bileşenler ise önceki bileşenlere dik kalan diğer varyans yönlerini yakalamaya çalışır. Kaynak çalışmada PCA klinik tanı koyan bağımsız bir yapay zekâ modeli olarak değil, vakaların çok değişkenli örüntülerini görselleştirmek ve grup ayrımını değerlendirmek için kullanılmıştır.

Hiyerarşik kümeleme analizi (Hierarchical Clustering Analysis, HCA) ise birbirine daha çok benzeyen vakaları adım adım gruplayarak bir dendrogram oluşturur. Araştırmacılar Ward yöntemini kullanmıştır. Bu yöntem gruplar birleştirilirken küme içi değişkenliğin artışını mümkün olduğunca sınırlamaya çalışır.

Çalışmanın Yöntemi ve Bulguları

Katılımcılar ve çalışma tasarımı

Vaka kohortu Aralık 2020 ile Ekim 2023 arasında Mayo Clinic klinik programları ile NIH destekli Neurodegenerative Research Group ve Alzheimer’s Disease Research Center kaynaklarından oluşturulmuştur. Kontroller, otopside nörodejeneratif patoloji saptanmayan kişiler olarak tanımlanmıştır.

Toplam 15 vaka bulunmuştur. Tüm kohortta sunumdaki medyan yaş 93 yıl, ortalama yaş 87,5 yıl olarak bildirilmiştir. PART ve hAD vakalarının ölüm yaşı yaklaşık 93 ± 5,5 yıl iken kontrol grubunun yaşı 67 ± 12,5 yıl olmuştur. Toplam dört vaka, yani kohortun %26,7'si kadındır.

Kontroller belirgin biçimde daha gençtir. Yazarlar yaşa uygun fakat nörodejeneratif değişiklik göstermeyen kontrol dokusuna ulaşamadıkları için kontrolleri pTDP-43 grup analizinin karşılaştırmalı hastalık kolu olarak değil, nöronal belirteçlerin normal boyanma örüntüsünü göstermek için görsel referans olarak kullanmıştır.

Nöropsikolojik değerlendirme

Katılımcılar davranış nöroloğu tarafından yapılandırılmış nörolojik değerlendirmeden geçirilmiş ve nöropsikolojik testler uygulanmıştır.

İnsan beyin dokusu nasıl hazırlandı?

İki adet formalinle fikse edilmiş, parafine gömülü insan beyin dokusu bloğundan amigdala ve hipokampal formasyonu içeren bölgeler seçilmiştir. Kesit kalınlığı 10 µm olarak belirlenmiştir.

Kesitler önce fosfat tamponlu salin içinde %0,3 Triton-X 100 ile oda sıcaklığında 30 dakika geçirgenleştirilmiştir. Ardından antijen geri kazanımı için 10 mM sodyum sitrat, pH 6,0 ortamında 80 °C'de 30 dakika ısı uygulanmıştır.

İnsan IgG'sine bağlı özgül olmayan floresan sinyallerini azaltmak amacıyla F(ab')₂ parçaları 1:35 seyreltmede ve 4 °C'de gece boyunca uygulanmıştır. Bloklama için %2 normal eşek serumu ve %0,1 bovin serum albümini kullanılmıştır.

Temel antikorlar ve seyreltmeler

Primer antikorlar 4 °C'de gece boyunca uygulanmıştır. Ertesi gün uygun fluorofor konjugatlı sekonder antikorlar eklenmiştir. Yaşlı insan beyninde güçlü olabilen lipofuscin otofloresansını azaltmak için TrueBlack oda sıcaklığında 3 dakika kullanılmış ve kesitler antifade montaj ortamıyla kapatılmıştır. Primer antikorun çıkarıldığı omission kontrolleri boyamanın özgüllüğünü değerlendirmek için uygulanmıştır.

Konfokal görüntüleme

Multiplex görüntüler Zeiss 980 LSM spinning-disk confocal sistemiyle aynı aydınlatma ayarları korunarak elde edilmiştir. Görüntüleme sırasında araştırmacılar tanı grubuna karşı körlenmiştir.

Her anatomik bölgede 20× büyütmede 3–4 alan örneklenmiş ve aynı doku alanının tekrar örneklenmesini azaltmak amacıyla alanlar arasında en az 100 µm bırakılmıştır. Her z-stack 1 µm aralıkla 10 optik düzlemden oluşmuştur.

AIVIA 15.0 ile yapay zekâ segmentasyonu

Üç boyutlu yapay zekâ destekli iş akışı AIVIA 15.0 yazılımında gerçekleştirilmiştir. Piksel sınıflandırıcıları her tanı grubundan iki–üç vakaya ait dört–beş temsilî görüntü üzerinde, sinyal ve arka planın elle işaretlenmesiyle eğitilmiştir.

Aynı vakadan alınan bağımsız ROI'ler rastgele biçimde ya AI segmentasyon eğitimi için ya da sonraki morfometrik ve kolokalizasyon ölçümleri için ayrılmıştır. Eğitim tamamlandıktan sonra özel analiz hattı etiketli nesneleri üç boyutlu olarak yeniden oluşturmuş, morfometrik özellikleri çıkarmış ve iki belirteç arasındaki nesne düzeyindeki örtüşmeleri hesaplamıştır.

Araştırmacılar ayrıca amygdala-BL bölgesindeki temsilî örneklerde AI tarafından belirlenen pTDP-43–nöronal alt tip kolokalizasyonlarını manuel sayımla karşılaştırmıştır. Kaynak bu karşılaştırmanın AI nicelleştirmesiyle yakın uyum gösterdiğini bildirmektedir.

İstatistiksel analiz

İstatistikte biyolojik birim slayt veya ROI değil, tek tek insan vakasıdır. Bu çok önemlidir; çünkü aynı kişiden alınan çok sayıda görüntüyü birbirinden bağımsız hasta gibi saymak yapay biçimde örneklem büyüklüğünü artırırdı.

Veriler medyan ve çeyrekler arası aralık (Q1–Q3) biçiminde sunulmuştur. Üç veya daha fazla tanısal grubun karşılaştırılmasında Kruskal–Wallis testi, ikili karşılaştırmalarda Mann–Whitney U testi kullanılmıştır.

Spearman sıra korelasyonu, pTDP-43 yükü ile klinik veya nöropatolojik değişkenler arasındaki monoton ilişkileri değerlendirmek için kullanılmıştır. Çok sayıda korelasyon aynı anda test edildiği için yanlış pozitif bulgu riskini azaltmak amacıyla Spearman p-değerlerine False Discovery Rate (FDR) düzeltmesi uygulanmıştır.

PCA öncesinde değişkenler z-skoruna dönüştürülmüştür. Hiyerarşik kümelemede Ward yöntemi kullanılmıştır. Araştırmacılar yaşın olası karıştırıcı etkisini değerlendirmek için vaka düzeyinde yaş kovaryatıyla düzeltilmiş analizler ve yaş eşleştirilmiş alt kümelerde duyarlılık analizleri gerçekleştirmiş; ana sonuçların yaş hesaba katıldıktan sonra değişmediğini bildirmiştir.

Tüm istatistiksel işlemler GraphPad Prism 11 ile tanı durumuna kör araştırmacılar tarafından yapılmıştır. PCA veya HCA'da herhangi bir değişkende eksik veri bulunan gözlemler ilgili analizden çıkarılmıştır.

Amigdala-BL bulguları

Basolateral amigdalada pTDP-43–DβH kolokalizasyonu hAD-TDP ve hAD-TDP-LBD gruplarında en yüksek, PART-TDP'de en düşük örüntüyü göstermiştir. VGLUT1 ile pTDP-43 kolokalizasyonu PART-TDP'de daha yüksekken TH kolokalizasyonu hAD-TDP grubunda en yüksek bulunmuştur. ChAT kolokalizasyonu bütün gruplarda diğer belirteçlere göre daha düşük olmakla birlikte hAD-TDP'de görece artmıştır.

DβH kolokalizasyonu APOE ile pozitif, eğitim süresiyle negatif ilişki göstermiştir. VGLUT1; TH, ChAT, nöritik plak C skoru ve Braak evresiyle pozitif; LBD ile negatif ilişkilidir. TH; VGLUT1, ChAT, hipokampal skleroz ve ölüm yaşıyla pozitif, LBD ile negatif ilişki göstermiştir. ChAT ise VGLUT1, TH ve Braak evresiyle pozitif, LBD ile negatif ilişkilidir.

Kaynak Şekil 1'de bu karşılaştırmaların istatistiksel işaretleri * p < 0,05 ve ** p < 0,01 biçiminde verilmiştir; metin her karşılaştırma için ayrı kesin p-değerlerini raporlamadığından burada grafik üzerinden kesin p değeri uydurulmamıştır.

Amigdala-CM bulguları

Centromedial amigdalada DβH kolokalizasyonu hAD-TDP'de en yüksek, hAD-TDP-LBD'de en düşük bulunmuştur. VGLUT1 yine PART-TDP'de, TH ise hAD-TDP'de en yüksek örüntüyü göstermiştir. ChAT genel olarak en düşük kolokalizasyon düzeyinde kalmış fakat hAD-TDP'de görece zenginleşmiştir.

Araştırmacılar farklı gruplardaki DβH pozitif nöron sayısının sonucu yapay biçimde değiştirip değiştirmediğini ayrıca kontrol etmiş ve relation count değerlerini toplam DβH pozitif nöron sayısına normalize etmiştir. Normalizasyon sonrasında da ana örüntülerin büyük ölçüde korunduğu bildirilmiştir.

Hipokampal alt alanlardaki bulgular

CA1, CA2/3, CA4, dentat girus ve subikulum boyunca DβH kolokalizasyonu genel olarak hAD-TDP grubunda yüksek bulunmuştur. Bunun önemli bir bölgesel istisnası CA1'dir; burada hAD-TDP-LBD grubunda da belirgin DβH zenginleşmesi görülmüştür. DβH yükü ölüm yaşı, Braak evresi, APOE genotipi ve amiloid ölçümleriyle pozitif ilişkiler gösterirken bazı alt bölgelerde Trail A/B ve Boston Naming Test performansı ile LBD durumuyla negatif ilişkiler göstermiştir.

VGLUT1 kolokalizasyonunda CA1–CA4 ve subikulumda grup farkları daha sınırlıdır. Dentat girusta PART-TDP grubunda artış görülmüştür. VGLUT1, farklı bölgelerde TH, ChAT ve hipokampal sklerozla pozitif; LBD, ARTAG, eğitim, BNT, MMSE ve nöritik plak yükü gibi değişkenlerle bölgeye bağlı negatif ilişkiler göstermiştir.

TH ve ChAT kolokalizasyonları hipokampal alt bölgelerde çoğunlukla hAD-TDP grubunda en yüksek bulunmuş; hAD-TDP-LBD veya PART-TDP'de bölgeye bağlı azalmalar görülmüştür. TH ile ChAT güçlü biçimde birlikte değişmiştir. Her iki belirteç de ölüm yaşı ve hipokampal sklerozla pozitif, LBD ile negatif ilişkilendirilmiştir.

Entorhinal korteks bulguları

Entorhinal kortekste DβH–pTDP-43 kolokalizasyonu hAD-TDP'de en yüksek ve hAD-TDP-LBD'de en düşük bulunmuştur. VGLUT1 kolokalizasyonu PART-TDP'de, TH kolokalizasyonu hAD-TDP'de en yüksek düzeydedir. ChAT yine genel olarak düşük olmakla birlikte hAD-TDP'de göreceli olarak daha yüksek bulunmuştur.

Bu bölgede DβH Trail A performansıyla negatif ilişkilidir. VGLUT1 ChAT ve hipokampal sklerozla pozitif ilişki göstermiştir. TH, ChAT ve ölüm yaşıyla pozitif, LBD ile negatif ilişkilidir. ChAT ise TH ve hipokampal sklerozla pozitif, LBD ile negatif ilişkilidir.

Lewy Cisimciği Hastalığı TDP-43 Örüntüsünü Nasıl Değiştirdi?

Bu küçük kohortta LBD, pTDP-43 kolokalizasyonunun özellikle DβH ve TH ile olan ilişkilerinde tutarlı biçimde negatif bir değiştirici olarak ortaya çıkmış; PCA ve HCA analizlerinde de grup yapısını belirleyen başlıca değişkenlerden biri olmuştur. Ancak bu bulgu LBD'nin TDP-43'ü biyokimyasal olarak doğrudan azalttığını kanıtlamaz.

Yazarlar hAD-TDP-LBD grubunda daha düşük pTDP-43 yükünün olası açıklamaları arasında agregasyona yatkın proteinlerin hücresel protein kalite kontrol sistemleri için rekabet etmesini veya LBD varlığında hassas nöronların daha ileri düzeyde kaybedilmiş olmasını tartışmaktadır. Bunlar deneyde doğrudan test edilmiş mekanizmalar değildir ve gelecekte mekanistik olarak doğrulanmaları gerekir.

PCA ve HCA ne gösterdi?

Çok bölgeli pTDP-43 kolokalizasyonu ile nöropatolojik evreleme değişkenlerini birleştiren PCA ve HCA analizleri, 12 patolojik vakada PART-TDP, hAD-TDP ve hAD-TDP-LBD gruplarını belirgin biçimde ayırmıştır. Kaynak özellikle LBD durumunun ve amiloid yükünün küme yapısına önemli katkı verdiğini bildirmektedir.

Amigdala DβH verilerinin A-B-C, Thal, Braak ve LBD evreleriyle birlikte kullanıldığı modelde üç patolojik grup bu küçük veri setinde tamamen ayrılmıştır. Bu ifade yalnız araştırmadaki 12 vakalık keşifsel veri seti için geçerlidir; doğrulanmış bir klinik sınıflandırıcı veya tanı testi başarısı olarak yorumlanmamalıdır.

Nöropatolojik evreler tek başına kullanıldığında PART ile AD vakalarını amiloid ve tau yükü üzerinden ayırabilmiş ancak AD-TDP ile AD-TDP-LBD alt gruplarını ayıramamıştır. Buna karşılık hücre-tipi pTDP-43 kolokalizasyonları AD'nin TDP-43 alt gruplarını ayırabilmiş ancak amiloid ve tau bilgisi olmadan PART'ı AD'den güvenilir biçimde ayıramamıştır. Kaynak bu iki bilgi türünün birbirini tamamlayan ancak aynı olmayan sınıflandırma eksenleri sağladığını vurgulamaktadır.

Kaynak Şekil 6 ve 7 neden yeniden çizilmedi?

Kaynak Şekil 6 ve 7 gerçek vaka düzeyindeki PCA konumlarını, vektör yönlerini, z-skorlarını ve dendrogram mesafelerini göstermektedir. Makale metni bunların bütün ham koordinatlarını ayrı sayısal tablo halinde vermediği için grafikten nokta konumu tahmin edip yeni bir “kesin” PCA grafiği oluşturmak bilimsel açıdan doğru olmazdı. Bu nedenle Verianla anlatımında yalnız kaynakta doğrudan bildirilen grup ayrımı ve değişken ilişkileri aktarılmıştır.

Bilişsel testlerle ilişki ne anlama geliyor?

Hipokampal bölgelerde pTDP-43 kolokalizasyonları Trail A/B, Boston Naming Test, MMSE ve CDR gibi bazı bilişsel/işlevsel ölçümlerle ilişki göstermiştir. Bu örüntüler, hücre-tipine özgü TDP-43 yükünün klinik bozulmayla ilişkili olabileceği düşüncesini desteklemektedir.

Ancak hasta dokusu ölüm sonrası incelendiği için çalışma TDP-43 birikiminin daha önce gerçekleşip bilişsel bozukluğu doğrudan başlattığını gösteremez. Yazarlar açık biçimde bu sonuçların korelasyonel olduğunu ve mekanistik veya nedensel çıkarım yapılamayacağını belirtmektedir.

Çalışmanın desteklediği sonuçlar

• pTDP-43, limbik sistem boyunca nöronal alt tiplere eşit biçimde dağılmamaktadır.
• DβH pozitif noradrenerjik nöronlar pTDP-43 ile en belirgin kolokalizasyon örüntüsünü göstermektedir.
• TH pozitif katekolaminerjik hücrelerin katılımı belirgin olmakla birlikte bölgeye ve patoloji grubuna göre değişmektedir.
• VGLUT1 pozitif glutamaterjik sistemin katılımı genel olarak daha sınırlıdır ve PART'ta bazı bölgelerde göreceli artış göstermektedir.
• ChAT pozitif kolinerjik nöronlar seyrektir ve pTDP-43 kolokalizasyonları genel olarak düşük düzeydedir.
• LBD varlığı çok sayıda bölgede pTDP-43 kolokalizasyonuyla negatif ilişkilidir.
• DβH kolokalizasyon örüntüleri patolojik grupları ayırmada en güçlü nöronal belirteçlerden biri olarak ortaya çıkmıştır.
• Hücre-tipi kolokalizasyon verisi ile klasik nöropatolojik evreleme birbirini tamamlayan bilgi sağlamaktadır.
• Yaş kovaryatıyla yapılan ek analizlerde ana sonuçlar korunmuştur.

Çalışmanın desteklemediği sonuçlar

• Çalışma TDP-43'ün noradrenerjik nöronları doğrudan öldürdüğünü kanıtlamaz.
• DβH ile pTDP-43 kolokalizasyonu iki proteinin doğrudan fiziksel olarak bağlandığını göstermez.
• LBD'nin pTDP-43'ü moleküler olarak baskıladığı mekanizması kanıtlanmamıştır.
• PCA/HCA ayrımı klinikte kullanılabilecek doğrulanmış bir tanı algoritması değildir.
• Bu çalışma yaşayan hastalarda kullanılan bir görüntüleme veya kan testi geliştirmemiştir.
• Kesitsel postmortem tasarım TDP-43 birikiminin zamansal olarak hangi patolojiden önce veya sonra geliştiğini göstermez.
• Küçük örneklem sonuçları bütün Alzheimer veya PART popülasyonuna doğrudan genellenemez.
• TH sinyali yalnız dopaminerjik nöronlara özgü kabul edilemez; noradrenerjik nöronlar da TH ifade edebilir.
• Çalışma yeni bir ilaç veya tedavinin etkinliğini test etmemiştir.

Temel sınırlılıklar

Küçük örneklem: Toplam 15 vaka ve ana patolojik analizlerde 12 hastalık vakası bulunmaktadır. Bu örneklem keşifsel analizler için değerlidir ancak geniş popülasyon genellemesi açısından sınırlıdır.

Kontrol yaş farkı: Kontroller hastalık gruplarından belirgin biçimde daha gençtir. Araştırmacılar bu nedenle kontrolleri doğrudan pTDP-43 hastalık karşılaştırmasına sokmamış, ağırlıklı olarak normal nöronal boyama örüntüsünün görsel referansı olarak kullanmıştır.

Postmortem değişkenlik: İnsan ölüm sonrası dokusunun fiksasyon, hücresel bütünlük ve hastalığın farklı evreleri açısından doğal değişkenliği bulunmaktadır.

Kesitsel tasarım: Her vaka hastalığın tek bir zaman noktasını temsil eder. Aynı kişide TDP-43'ün yıllar içindeki ilerleyişi izlenmemiştir.

Erken hastalık evresi azlığı: Kohort ileri yaştaki ve belirgin nöropatoloji taşıyan vakalardan oluştuğu için erken evrede hangi hücre tipinin ilk etkilendiğini belirlemek zordur.

TH özgüllüğü: TH boyaması hem dopaminerjik hem noradrenerjik nöron alt tiplerini gösterebilir; bu nedenle TH sonucu yalnız dopaminerjik sisteme indirgenemez.

3B AI segmentasyonunun sınırı: Yüksek hücresel çözünürlük sağlamasına rağmen yöntem nöron dejenerasyonunun zamansal sırasını veya patolojinin moleküler nedenini belirleyemez.

Karma patolojiler: Örneklem küçüklüğü nedeniyle çoklu eşlik eden patolojilerin bütün kombinasyonlarını ayrı istatistiksel gruplar halinde analiz etmek mümkün olmamıştır.

Yazarlar gelecekte tek hücre transkriptomi ve uzamsal proteomik gibi yöntemlerin pTDP-43 birikiminin nöronal işlev bozukluğundan önce mi sonra mı ortaya çıktığını ve seçici kırılganlığın hangi moleküler yollarla geliştiğini değerlendirmede önemli olacağını belirtmektedir.

Kaynak ve Yöntem Notu

Özgün başlık: TDP-43 Coincides with Noradrenergic Neurons in Alzheimer’s Disease (AD) and Primary Age-Related Tauopathy (PART)

Yazarlar: Gokhan Uruk; Hossam Youssef; Rodolfo G. Gatto; Nadia Hossain; Jerusha Bhaskaran; Yuqi Tian; Mary M. Machulda; Ronald C. Petersen; Jennifer L. Whitwell; Robert Ross Reichard; Keith A. Josephs.

Eşit katkı: Gokhan Uruk ve Hossam Youssef çalışmaya eşit katkıda bulunmuştur.

Sorumlu yazar: Keith A. Josephs.

Kurumlar: Department of Neurology, Mayo Clinic, Rochester, Minnesota; Department of Radiology, Mayo Clinic; Department of Neuropsychiatry (Neuropsychology), Mayo Clinic; Department of Laboratory Medicine and Pathology (Neuropathology), Mayo Clinic; Department of Neurology, Behavioral Neurology, and Movement Disorders, Mayo Clinic College of Medicine and Science.

Dergi: Cells.

Yayıncı: MDPI, Basel, Switzerland.

Kaynak türü: İnsan postmortem beyin dokusuna dayalı özgün, kesitsel ve keşifsel araştırma makalesi.

Cilt / sayı / makale numarası: 15(20), 1850.

DOI: 10.3390/cells15201850.

Gönderim tarihi: 11 Ağustos 2026.

Revizyon tarihi: 5 Ekim 2026.

Kabul tarihi: 7 Ekim 2026.

Yayın tarihi: 12 Ekim 2026.

Hakemlik durumu: Cells dergisinde yayımlanmış hakemli makaledir.

Lisans: Creative Commons Attribution (CC BY).

Resmî bağlantı: https://www.mdpi.com/2073-4409/15/20/1850

DOI bağlantısı: https://doi.org/10.3390/cells15201850

Etik onay: Çalışma Helsinki Bildirgesi'ne uygun yürütülmüş ve Mayo Clinic Institutional Review Board tarafından IRB# 14-004401 ve IRB# 712-98 kapsamında onaylanmıştır.

Bilgilendirilmiş onam: Tüm katılımcılardan veya vekillerinden makalenin yayımlanmasına yönelik yazılı bilgilendirilmiş onam alınmıştır.

Finansman: Çalışma National Institutes of Health tarafından R01-AG037491 (PI: K.A.J.) ve P30 AG062677 (PI: R.C.P.) hibeleriyle desteklenmiştir.

Veri erişilebilirliği: Toplulaştırılmış veriler ana metin, şekiller ve ek materyallerde yer almaktadır. Primer görüntüler ve elektronik tablolar gibi verilerin sorumlu yazardan yazılı talep üzerine sağlanabileceği belirtilmiştir. Makale özgün yazılım kodu raporlamamaktadır.

Çıkar çatışması: Yazarlar çıkar çatışması olmadığını beyan etmiştir.

Yazar katkıları: G.U. floresan immünohistokimya çalışmalarını, nicel ve istatistiksel analizleri gerçekleştirmiş ve nöropatolojik/immünofloresan verileri toplamış ve analiz etmiştir. G.U. ve H.Y. ilk taslağı hazırlamıştır. G.U., H.Y. ve R.G.G. nihai metne önemli katkı sağlamıştır. N.H., J.B. ve Y.T. tablo ve şekil veri edinimine katkıda bulunmuştur. M.M.M. ve R.C.P. finansman ve nöropsikolojik testleri sağlamıştır. R.R.R. nöropatolojik örnekler, vaka tanısı ve veri toplamayı sağlamıştır. K.A.J. ve J.L.W. klinik bilgi ve veri yorumlama uzmanlığı sunmuş, ayrıca çalışmayı kavramsallaştırmış, denetlemiş ve finanse etmiştir.

Temel yöntemsel sınır: Çalışma postmortem insan dokusundan elde edilen kesitsel kolokalizasyon verisini analiz etmektedir. Kolokalizasyon nedensellik, proteinlerin doğrudan moleküler etkileşimi veya patolojinin zamansal sırası anlamına gelmez. Küçük örneklem, genç kontroller, ileri yaşlı hastalık kohortu ve karma patolojiler sonuçların genellenebilirliğini sınırlar.