Die Studie ergibt einen hohen Eisengehalt im Gehirn von Menschen, bei denen Down -Syndrom und Alzheimer diagnostiziert wurden

Wissenschaftler der USC Leonard Davis School of Gerontology haben einen wesentlichen Zusammenhang zwischen hohem Eisengehalt im Gehirn und erhöhten Zellschäden bei Menschen mit Down -Syndrom und Alzheimer -Krankheit entdeckt.

In der Studie stellten die Forscher fest, dass das Gehirn von Menschen, bei denen das Down -Syndrom und die Alzheimer -Krankheit (DSAD) diagnostiziert wurde, doppelt so viel Eisen und mehr Anzeichen für oxidative Schäden in Zellmembranen hatten als mit dem Gehirn von Personen mit Alzheimer allein oder ohne Diagnose. Die Ergebnisse deuten auf einen bestimmten zellulären Todesverfahren hin, der durch Eisen vermittelt wird, und die Ergebnisse können helfen, zu erklären, warum Alzheimer -Symptome häufig früher und bei Personen mit Down -Syndrom häufig auftreten.

Dies ist ein wichtiger Hinweis, der die einzigartigen und frühen Veränderungen erklärt, die wir im Gehirn von Menschen mit Down -Syndrom sehen, die Alzheimer entwickeln. Wir wissen schon lange, dass Menschen mit Down -Syndrom eher Alzheimer -Krankheit entwickeln, aber jetzt beginnen wir zu verstehen, wie viel Eisen im Gehirn die Sache verschlimmern könnte. „

Max Thorwald, Hauptautor der Studie und Postdoktorandin im Labor für Emeritus Caleb Finch an der USC Leonard Davis School

Down -Syndrom und Alzheimer

Das Down-Syndrom wird durch eine extra dritte Kopie oder Trisomie von Chromosom 21 verursacht. Dieses Chromosom enthält das Gen für Amyloid-Vorläuferprotein oder App, das an der Produktion von Amyloid-Beta (Aβ), dem klebrigen Protein, das verteilte Plaques in den Gehäusen von Menschen mit Alzheimer-Krankheit bildet.

Da Menschen mit Down -Syndrom drei Kopien des App -Gens anstelle von zwei haben, produzieren sie dazu, mehr von diesem Protein zu produzieren. Im Alter von 60 Jahren zeigt etwa die Hälfte aller Menschen mit Down -Syndrom Anzeichen einer Alzheimer -Krankheit, die ungefähr 20 Jahre früher als in der Allgemeinbevölkerung liegt.

„Dies macht das Verständnis der Biologie des Down -Syndroms für die Forschung von Alzheimer unglaublich wichtig“, sagte Finch, der leitende Autor der Studie.

Die wichtigsten Ergebnisse deuten auf Ferroptose hin

Das untersuchte Forschungsteam spendete gespendete Gehirngewebe von Personen mit Alzheimer, DSAD und ohne Diagnose. Sie konzentrierten sich auf den präfrontalen Kortex – einen Bereich des Gehirns, der an Denken, Planen und Gedächtnis beteiligt ist – und machten mehrere wichtige Entdeckungen:

• Eisenspiegel im DSAD -Gehirn viel höher: Im Vergleich zu den anderen Gruppen hatte DSAD -Gehirne die doppelte Eisenmenge im präfrontalen Kortex. Wissenschaftler glauben, dass dieser Aufbau von winzigen Lecks mit Blutgefäßen von Gehirnsteinen herrührt, die als Mikrobleeds bezeichnet werden und in DSAD häufiger auftreten als in Alzheimer und mit höheren App -Mengen korreliert.
• Mehr Schäden an lipidreichen Zellmembranen: Zellmembranen bestehen aus Fettverbindungen, die als Lipide bezeichnet werden und können durch chemische Spannung leicht beschädigt werden. In DSAD-Gehirnen fand das Team mehr Nebenprodukte dieser Art von Schäden, die als Lipidperoxidation bezeichnet werden als die Mengen in Alzheimer-Nur-Kontroll-Gehirnen.
• Geschwächte antioxidative Verteidigungssysteme: Das Team stellte fest, dass die Aktivität mehrerer wichtiger Enzyme, die das Gehirn vor oxidativen Schäden und Reparaturen der Zellmembranen schützen, in DSAD -Gehirnen niedriger war, insbesondere in Bereichen der Zellmembran, die als Lipidflöße bezeichnet werden.

Zusammen zeigen diese Ergebnisse eine erhöhte Ferroptose, eine Art Zelltod, der durch eisenabhängige Lipidperoxidation gekennzeichnet ist, erklärte Thorwald: „Im Wesentlichen baut Eisen auf, treibt die Oxidation, die Zellmembranen schädigt, und überwältigt die Fähigkeit der Zelle, sich zu schützen.“

Lipidflöße: Ein Hotspot für Gehirnveränderungen

Die Forscher achteten genau auf Lipidflöße – winzige Teile der Gehirnzellmembran, die eine entscheidende Rolle bei der Zellsignalisierung spielen und regulieren, wie Proteine ​​wie App verarbeitet werden. Sie fanden heraus, dass in DSAD -Gehirnen Lipidflöße im Vergleich zu Alzheimer oder gesunden Gehirnen viel mehr oxidativen Schäden und weniger Schutzenzyme hatten.

Bemerkenswerterweise zeigten diese Lipidflöße auch eine erhöhte Aktivität der Enzym-β-Sekretase, die mit APP zur Herstellung von Aβ-Proteinen interagiert. Die Kombination von mehr Schäden und mehr Aβ -Produktion kann das Wachstum von Amyloid -Plaques fördern und so den Fortschreiten von Alzheimer bei Menschen mit Down -Syndrom beschleunigen, erklärte Finch.

Seltene Down -Syndrom -Varianten bieten Einblicke

Die Forscher untersuchten auch seltene Fälle von Personen mit „Mosaik“ oder „partiellem“ Down -Syndrom, bei denen die dritte Kopie von Chromosom 21 nur in einer kleineren Untergruppe der Körperzellen vorhanden ist. Diese Personen hatten ein geringeres App und Eisen im Gehirn und lebten dazu, länger zu leben. Im Gegensatz dazu hatten Menschen mit voller Trisomie 21 und DSAD eine kürzere Lebensdauer und höhere Gehirnschaden.

„Diese Fälle unterstützen die Idee wirklich, dass die Menge an App – und das mit ihm einhergehende Eisen – sehr wichtig für die Fortschritte der Krankheit ist“, sagte Finch.

Nach vorne schauen

Das Team sagt, dass ihre Ergebnisse dazu beitragen könnten, zukünftige Behandlungen zu leiten, insbesondere für Menschen mit Down -Syndrom, die ein hohes Risiko für Alzheimer haben. Frühe Untersuchungen zu Mäusen legen nahe, dass Eisenchelationsbehandlungen, bei denen Medizin an die Metallionen bindet und es ihnen ermöglicht, den Körper zu verlassen, die Indikatoren für die Alzheimer-Pathologie verringern kann, bemerkte Thorwald.

„Medikamente, die Eisen aus dem Gehirn entfernen oder dazu beitragen, antioxidative Systeme zu stärken, könnten neue Hoffnung bieten“, sagte Thorwald. „Wir sehen jetzt, wie wichtig es ist, nicht nur die Amyloid -Plaques selbst zu behandeln, sondern auch die Faktoren, die die Entwicklung dieser Plaques beschleunigen können.“

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