Ziel von ADIS ist es, die Rolle der zytotoxischen Lymphozyten im peripheren Blut als potenzielle Marker für die mögliche Frühdiagnose von Alzheimer zu charakterisieren und den Einfluss von digital erfassten Schlafstörungen auf diese Marker zu untersuchen. Das Vorhaben wird sich insbesondere auf die Untersuchung von NK-Zellen und zytotoxischen Memory-T-Zellen (TM) konzentrieren. In diesem Projekt wird ein multidisziplinärer Ansatz für die tiefgehende Charakterisierung von NK- und TM-Subpopulationen mittels Einzelzell-RNA- und T-Zell-Rezeptor (TCR)-Sequenzierung und Durchflusszytometrie verfolgt, einschließlich eines innovativen Ansatzes zur Verknüpfung von Immunsignaturen mit physiologischen Störungen. Unter Verwendung von AI-Modellen und Agenten basierten Modellen (ABM) soll dieses Projekt folgende Ergebnisse liefern: a) neue Biomarker-Kandidaten und Erkenntnisse über die Rolle der peripheren zytotoxischen Lymphozyten bei Alzheimer, b) ein Verständnis für den zusammen von Immunsignaturen mit digital erfassten pathophysiologischen Störungen, wie Kognition und Schlaf. Diese Arbeit wird auch die Grundlagen für die Verbesserung bereits bestehender KI-Modelle von SCAI zur Vorhersage des zeitabhängigen Demenzrisikos auf individueller Ebene schaffen. Genauer gesagt ist in dieser zukünftigen Arbeit die Integration von Immunsignaturen und durch ABM abgeleiteten Merkmalen in bereits existierenden Vorhersagemodelle geplant, um die Vorhersagegenauigkeit weiter zu verbessern.

Das Fraunhofer ITEM-R wird in seinem Teilvorhaben durch Immunrepertoire- und Transkriptomsequenzierung von Einzelzellen aus Proben von AD-Patienten im Vergleich zu gesunden Probanden und Patienten mit leichter kognitiver Störung eine tiefgreifende Charakterisierung der peripheren mononukleären Zellen des Blutes und ihres funktionellen Zustands durchführen. Im Einzelnen werden zwei Hauptanalysen durchgeführt: 1) die standardisierte kombinierte Erstellung und Qualitätskontrolle von Einzelzell-sequenzierbibliotheken zur Gesamttranskriptomanalyse und Einzelzellsequenzierbibliotheken zur T-Zell-Rezeptor-Analyse sowie 2) die Einzelzell-RNA-Sequenzierung zur Identifizierung einzigartiger AD-assoziierter Immun-Subpopulationen. Die Standardisierung der Probenentnahmebedingungen ist von entscheidender Bedeutung bei der Planung von Einzelzell-Omics-Experimenten, um technische Artefakte in den Datensätzen und eine Fehlinterpretation der Ergebnisse zu vermeiden. Daher werden bereits etablierte Kryokonservierungsprotokolle für die scRNA-Sequenzierung angewandt, um Veränderungen in der Genexpressionssignatur einzelner Zellen nach unzureichender Probenlagerung zu vermeiden. Für die Probenanalyse werden robuste Methoden und Pipelines bevorzugt (scRNAseq mit der 10X-Plattform und plattenbasierte Smart-seq2).