Alzheimer's: Badanie skupia się na najsłabszym ogniwie mózgu
Choroba Alzheimera to forma pogorszenia funkcji neuropoznawczych, która dotyka miliony ludzi na całym świecie. Dokładna przyczyna jest niejasna, ale nowe badania odkrywają mechanizmy, które pozwalają na utrwalenie się choroby Alzheimera w mózgu.
W chorobie Alzheimera, podobnie jak w innych formach demencji, cechą charakterystyczną jest gromadzenie się pewnych toksycznych białek w mózgu.
Białka te gromadzą się w blaszki, które zakłócają komunikację między komórkami mózgowymi, wzmacniając w ten sposób problemy poznawcze i inne problemy.
Najczęściej naukowcy identyfikują białko beta-amyloid jako głównego sprawcę tego destrukcyjnego procesu.
Jednak równie ważne jest inne białko, zwane tau.
W nowym badaniu naukowcy z szeregu instytucji akademickich, w tym z Ohio State University w Columbus, Columbia University Medical Center w Nowym Jorku i Cambridge University w Wielkiej Brytanii, odkryli, że tau gromadzi się preferencyjnie wokół określonego typu komórka mózgowa.
Badacze ujawnili również, że pewne profile genetyczne mogą predysponować osobę do gromadzenia się tau wokół tych komórek.
Współautor badania Hongjun (Harry) Fu - obecnie adiunkt na Wydziale Neuronauki na Uniwersytecie Stanowym Ohio - i współpracownicy opisują swoje odkrycia w artykule opublikowanym niedawno w Nature Neuroscience.
Najbardziej wrażliwe komórki mózgowe
Mózg zawiera różne typy komórek. Dwa najważniejsze to neurony, które przekazują informacje i odgrywają kluczową rolę w funkcjach poznawczych oraz komórki glejowe, które pełnią kilka ról, w tym wspierają i chronią neurony oraz połączenia między nimi.
Neurony dzielą się na dwa typy: pobudzające, które wyzwalają impulsy elektryczne, i hamujące, które równoważą aktywność neuronów pobudzających.
Badając zjawisko akumulacji białka tau w mysim modelu, a także w mózgach ludzi, u których rozpoznano chorobę Alzheimera, Fu i współpracownicy odkryli, że neurony pobudzające były najbardziej narażonymi na destrukcyjny wpływ tego białka.
„Nagromadzenie nieprawidłowo sfałdowanych agregatów tau jest charakterystyczną cechą choroby Alzheimera i zwyrodnienia płata czołowo-skroniowego związanego z tau” - piszą naukowcy, dodając: „Zgłoszono, że kilka typów neuronów jest szczególnie wrażliwych w chorobie [Alzheimera], zespole Downa, i [zwyrodnienie płata czołowo-skroniowego]. ”
„Rozkład neuronów podatnych na tauopatię przebiega według sekwencyjnego wzorca, który sugeruje, że populacje komórek w różnych obszarach mózgu są wybiórczo zagrożone. Dokładniej rzecz biorąc, morfologia i lokalizacja komórek w korze śródwęchowej i hipokampie, które gromadzą tau […] sugerują, że wpływ na neurony pobudzające jest preferencyjny ”.
Po tym odkryciu naukowcy opracowali analizy genetyczne na podstawie danych osób, które nie cierpiały na chorobę Alzheimera ani inne problemy neurologiczne.
Badacze zauważyli kilka ważnych różnic genetycznych między neuronami pobudzającymi i hamującymi, które ich zdaniem mogą wyjaśniać, dlaczego te pierwsze są bardziej narażone na agregację tau.
Czy geny mogą wyjaśnić to zjawisko?
W szczególności naukowcy odkryli, że jeden gen, BAG3, który reguluje klirens białka tau w mózgu, może być kluczem do podatności neuronów pobudzających na tworzenie się toksycznych płytek.
BAG3 Zespół wyjaśnia, że ekspresja była znacznie wyższa w komórkach neuronalnych niż w komórkach nieneuronalnych. Wśród neuronów ekspresja była najwyższa w typie hamującym, co sugeruje, że może to wyjaśniać ich zmniejszoną podatność na agregaty tau.
„Uważamy, że istnieje naprawdę wczesna, wewnętrzna różnica w komórkach mózgowych, które są podatne na gromadzenie się białka tau, co może wyjaśniać, dlaczego tylko niektóre neurony i regiony mózgu są podatne na ten problem we wczesnej chorobie Alzheimera” - mówi Fu.
„Jeśli uda nam się ustalić molekularne determinanty leżące u podstaw podatności na tę chorobę, pomoże nam to lepiej zrozumieć rozwój choroby Alzheimera i potencjalnie może przełożyć się na techniki wczesnego wykrywania i ukierunkowanego leczenia” - dodaje.
W przyszłości naukowcy zamierzają skupić się na tym, jak interakcje między niektórymi genami mogą wpływać na mechanizmy specyficzne dla choroby Alzheimera i zwiększać podatność komórek mózgowych na toksyczne płytki.
Badacze zauważają, że komórki mózgowe inne niż neurony również prawdopodobnie odgrywają ważną rolę w rozwoju chorób neurodegeneracyjnych, w tym choroby Alzheimera.
„Stwierdzono, że inne komórki mózgowe, w tym mikroglej, astrocyty i oligodendrocyty, również odgrywają ważną rolę w rozwoju choroby Alzheimera” - zauważa Fu, dodając: „Jesteśmy bardzo zainteresowani zrozumieniem, w jaki sposób te komórki komunikują się ze sobą i wpływają na wrażliwość niektórych neuronów ”.
Badacz wyjaśnia: „Czynniki środowiskowe, uszkodzenie mózgu, cukrzyca, brak snu, depresja i inne czynniki zewnętrzne również są powiązane ze zwiększoną podatnością na chorobę Alzheimera”, kontynuując: „Chcemy zrozumieć, jak wewnętrzne różnice oddziałują na te zewnętrzne wpływy”.
