Badanie podkreśla niedostatecznie zbadany aspekt choroby Alzheimera

Badanie podkreśla niedostatecznie zbadany aspekt choroby Alzheimera

Utrata pamięci jest często pierwszą oznaką choroby Alzheimera, po której następuje dezorientacja i trudności w myśleniu. Objawy te odzwierciedlają typowy wzór narastającego uszkodzenia tkanki mózgowej. Toksyczne skupiska białek początkowo koncentrują się w płatach skroniowych mózgu -; obszar pamięci -; przed rozprzestrzenieniem się na części mózgu ważne dla myślenia i planowania.

Badanie przeprowadzone przez naukowców z Washington University School of Medicine w St. Louis dostarcza wskazówek, dlaczego pewne części mózgu są szczególnie podatne na uszkodzenia spowodowane chorobą Alzheimera. Wszystko sprowadza się do genu APOE, największego genetycznego czynnika ryzyka choroby Alzheimera. Odkryli, że obszary mózgu, w których APOE jest najbardziej aktywny, są najbardziej uszkodzone.

Odkrycia, opublikowane 16 listopada w czasopiśmie Science Translational Medicine, pomagają wyjaśnić, dlaczego objawy choroby Alzheimera czasami się różnią, i podkreślają niezbadany aspekt choroby Alzheimera, który sugeruje, że nieodkryte jeszcze mechanizmy biologiczne mogą odgrywać ważną rolę w chorobie.

Istnieje kilka rzadkich, nietypowych postaci choroby Alzheimera, w przypadku których u ludzi początkowo rozwijają się problemy z mową lub wzrokiem, a nie problemy z pamięcią. Kiedy skanujesz ich mózgi, widzisz uszkodzenia w obszarach językowych lub wzrokowych, a nie w obszarach pamięci. Osoby cierpiące na atypową chorobę Alzheimera są często wykluczane z badań naukowych, ponieważ łatwiej jest badać grupę, w której wszyscy mają te same objawy. Jednak ta heterogeniczność mówi nam, że wciąż nie rozumiemy pewnych rzeczy na temat tego, jak i dlaczego choroba Alzheimera rozwija się w taki, a nie inny sposób. Istnieje powód, dla którego niektóre obszary mózgu są uszkodzone, a inne nie, ale jeszcze nie znamy tego powodu. Każdy sekret, który odkrywamy w związku z tą chorobą, przybliża nas do tego, czego potrzebujemy, aby sobie z nią poradzić.”

Doktor Brian A. Gordon, starszy autor badania i adiunkt w dziedzinie radiologii, Mallinckrodt Institute of Radiology, Washington University School of Medicine w St. Louis

Choroba Alzheimera zaczyna się od białka mózgowego zwanego beta-amyloidem. Białko zaczyna gromadzić się w płytki dwie dekady lub dłużej, zanim u ludzi pojawią się pierwsze oznaki problemów neurologicznych. Po latach gromadzenia się amyloidu, splątania tau; kolejne białko mózgowe -; zacząć się formować. Wkrótce potem tkanka w dotkniętych obszarach zaczyna więdnąć i obumierać, rozpoczyna się pogorszenie funkcji poznawczych.

Aby zrozumieć, dlaczego uszkodzenie mózgu w chorobie Alzheimera następuje tam, gdzie ma miejsce, Gordon i współpracownicy: w tym pierwsza autorka Aylin Dincer, technik w laboratorium Gordona -; zbadało 350 osób, które zgłosiły się na ochotnika do badań nad pamięcią i starzeniem się w ramach Centrum Badań nad Chorobą Alzheimera im. Charlesa F. i Joanne Knight w Szkole Medycznej. Uczestnicy przeszli skan mózgu, aby badacze mogli zmierzyć ilość i lokalizację płytek amyloidowych i splątków tau, a także objętość różnych obszarów mózgu.

Książka elektroniczna Neuronauka

Zestawienie najważniejszych wywiadów, artykułów i aktualności z ostatniego roku. Pobierz bezpłatną kopię

Naukowcy porównali wzorce zlepów białkowych i uszkodzeń tkanek u ochotników ze wzorcami ekspresji genów APOE i innych genów związanych z chorobą Alzheimera, jak przedstawiono w Allen Human Brain Atlas – szczegółowej mapie ekspresji genów w ludzkim mózgu stworzonej przez Allen Institute for Brain Sciences.

„Istniała ścisła zgodność pomiędzy miejscem, w którym widać wysoką ekspresję APOE, a miejscem, w którym widać splątki tau i uszkodzenie tkanki” – powiedział Gordon, również adiunkt psychologii i nauk o mózgu. „I nie tylko APOE. Na przykład, jeśli spojrzysz na 20 najważniejszych genów związanych z chorobą Alzheimera, wszystkie one ulegają ekspresji w podobny sposób w płatach skroniowych. Jest coś zasadniczo innego w tych regionach, co czyni je podatnymi na uszkodzenie mózgu spowodowane chorobą Alzheimera, a różnica ta prawdopodobnie utrwala się od urodzenia i ma na nią wpływ genetyka danej osoby”.

Każdy jest nosicielem jakiejś wersji genu APOE, ale u osób będących nosicielami wariantu APOE4 ryzyko zachorowania na chorobę Alzheimera jest do 12 razy większe niż w populacji ogólnej i to w młodszym wieku. Badacze zajmujący się chorobą Alzheimera od dawna wiedzą, że APOE4 zwiększa akumulację beta-amyloidu w ludzkich mózgach. David Holtzman, lekarz medycyny, Barbara Burton i Reuben M. Morriss III, wybitny profesor neurologii, wraz ze współpracownikami badał myszy, u których rozwijają się splątki tau, ale nie płytki amyloidowe, i wykazali, że APOE4 zwiększa również uszkodzenie tau nawet przy braku amyloidu.

Aby ocenić wpływ wariantu APOE wysokiego ryzyka na uszkodzenia mózgu u ludzi związane z tau, badacze sklasyfikowali każdego uczestnika jako nosiciela wariantu wysokiego ryzyka lub nie, a także przeanalizowali skupiska białek i atrofię w ich mózgach.

„Nosiciele APOE4 z większym prawdopodobieństwem zaczną gromadzić amyloid, co naraża ich na chorobę Alzheimera” – powiedział Gordon. „Następnie przy tej samej ilości amyloidu powstaje więcej splątków tau, co prowadzi do większej atrofii. To podwójny cios dla mózgu”.

W przyszłych pracach Gordon i współpracownicy chcą zbadać, w jaki sposób wzorce ekspresji genów są powiązane z wzorcami uszkodzeń tau u osób z atypową chorobą Alzheimera.

„Czy kiedy widzimy osobę mającą problemy ze wzrokiem, istnieje specyficzna sygnatura genetyczna odpowiadająca uszkodzonym obszarom mózgu?” zapytał Gordona. „Chcemy wiedzieć, dlaczego u niektórych osób występują takie zmienione wzorce i co to oznacza dla rozwoju choroby Alzheimera i sposobów jej leczenia”.

Źródło:

Szkoła Medyczna Uniwersytetu Waszyngtońskiego w St. Louis

Odniesienie:

Dincer, A. i in. (2022) Genotyp APOE ε4, amyloid-β i płeć oddziałują na siebie, aby przewidzieć tau w regionach o wysokiej ekspresji mRNA APOE. Naukowa medycyna translacyjna. doi.org/10.1126/scitranslmed.abl7646.

.