Hur Alzheimer sätter långsamt upp sina hemligheter

Även om orsakerna till Alzheimers sjukdom är ett mysterium, ger genetisk forskning nu ledtrådar om hur sjukdomen utvecklas. Vi vet att sällsynta genetiska mutationer kan ge upphov till Alzheimers början, men både genetiska och miljömässiga faktorer är inblandade i den mer vanliga sjukdomen senast inledande. Genom att samla information om den genetiska sminken av tusentals människor har forskare i vår grupp och andra identifierat nästan 30-genvarianter som är vanligare i sjukdomen.

Funktionen hos många av dessa "riskgener" i hjärnan är okänd, men de verkar clustra genom biologisk funktion, vilket ger oss större inblick i de mekanismer som är involverade i Alzheimers. En av de biologiska funktioner som är involverade i Alzheimers från dessa genetiska fynd är transporten av material i cellen, känd som endocytos. Detta sker när material inte passivt passerar cellmembranet, cellknopparna inåt för att fånga lasten i en liten vätskefylld säck.

Vår forskningsgrupp undersöker vad dessa endocytiska gener gör i hjärnan. Genom att använda celler som odlas i en maträtt, kan vi manipulera proteinerna de uttrycker och mäta förändringar i cellens upptag av material. Detta hjälper oss att förstå vad som händer när dessa gener försämras i Alzheimers.

Endocytos är en universellt viktig cellfunktion, alla celler behöver äta och dricka. Det är också ansvarigt för många andra viktiga uppgifter, inklusive kommunikation, transport och rengöring av avfallsprodukter, såsom beta-amyloid. Detta är ett protein som produceras i den friska hjärnan som normalt bryts ner och elimineras. I Alzheimers sjukdom anses emellertid att en obalans av beta-amyloidproduktion och dess borttagning från hjärnan orsakar en uppbyggnad och bildandet av klibbiga klumpar, kända som plack, vilka är giftiga mot neuroner.

Hjärnhushållning

Mopping up beta-amyloid är en av de funktioner som utförs av microglia, hjärnans immunceller. De är de första svararna när en inkräktare går in i hjärnan. De använder sina endocytiska förmågor för att försvika och förstöra avfallsmaterial och smittämnen. I Alzheimers funktion är den här funktionen viktig eftersom de förbrukar beta-amyloid och bryter ner det genom sitt interna avfallshanteringssystem.


innerself prenumerera grafik


Beta-amyloid kan också avlägsnas via 650km blodkärlen genom hela människans hjärna. Endotelcellerna som fodrar kärlen bildar en tät barriär mellan blodet och hjärnan. Detta stannar giftiga ämnen men tillåter näringsämnen att komma in och avfallsprodukter ska fly. Beta-amyloid avlägsnas från hjärnan genom en speciell form av endocytos som innebär att den binder till en receptor på ytan av endotelceller, som ett lås och en nyckel. Detta utlöser sin internalisering och det bärs över cellen och deponeras i blodet, förhindra uppbyggnad i hjärnan.

Hur kommer beta-amyloid där i första hand?

Den exakta funktionen av beta-amyloid är fortfarande oklart, men det är troligt att det spelar en roll i normal hjärnfysiologi, som bara blir ett problem när det finns överflöd. Det produceras av nedbrytningen av amyloidprekursorproteinet (APP), som finns på ytan av celler i hjärnan.

APP kan delas upp i två olika sätt, varav en av dem producerar beta-amyloid. Det enzym som är ansvarigt för denna väg bor i cellen, så APP måste genomgå endocytos för att brytas in i beta-amyloidfragment.

En del av vår forskning innebär att mäta mängden beta-amyloid och andra fragment som produceras av celler som ett resultat av APP-nedbrytning. Genom att jämföra dessa mellan friska celler och de där Alzheimers riskgener har manipulerats kan vi förstå involveringen av dessa gener i beta-amyloidproduktion. Här framstår igen endocytos som en avgörande aktör i den potentiella utvecklingen av Alzheimers sjukdom.

Detta illustrerar bara tre exempel på hur endocytos är viktig för hjärnhälsan och hur ett fel i någon av dessa kan vara en bidragande faktor för Alzheimers utveckling. Faktum är att många andra biologiska processer har varit föremål för genetiska studier och det är osannolikt att de inte är ömsesidigt exklusiva. Med tillägg av både livsstil och miljöfarliga faktorer är Alzheimers mycket komplexa. Genom att förstå de olika mekanismerna involverade kan vi emellertid börja identifiera potentiella mål för behandling. Liksom ett pussel använder vi genetisk information som hörnstycken för att bygga upp en tydligare bild av sjukdomen som helhet.

Om författaren

Anna Burt, forskarforskare, Cardiff University

Den här artikeln publicerades ursprungligen den Avlyssningen. Läs ursprungliga artikeln.

Relaterade böcker:

at InnerSelf Market och Amazon