Hvordan Alzheimer gir langsomt sine hemmeligheter

Selv om årsakene til Alzheimers sykdom forblir et mysterium, gir genetisk forskning nå ledetråder om hvordan sykdommen utvikler seg. Vi vet at sjeldne genetiske mutasjoner kan forårsake tidlig oppstart av Alzheimers, men både genetiske og miljømessige faktorer er involvert i den mer vanlige, senstartede sykdomsformen. Ved å samle informasjon om den genetiske sammensetningen av tusenvis av mennesker, har forskere i vår gruppe og andre identifisert nesten 30-genvarianter som er mer vanlig i sykdommen.

Funksjonen til mange av disse "risikogenene" i hjernen er ukjent, men de ser ut til å klynges av biologisk funksjon, noe som gir oss større innsikt i mekanismene involvert i Alzheimers. En av de biologiske funksjonene som er involvert i Alzheimers fra disse genetiske funnene er transport av materiale inn i cellen, kjent som endocytose. Dette skjer når materialet ikke passivt krysser cellemembranen, celleknoppene innover for å fange lasten i en liten væskefyllt sek.

Vår forskningsgruppe undersøker hva disse endokytiske gener gjør i hjernen. Ved å bruke celler som vokser i en tallerken, kan vi manipulere proteiner de uttrykker og måle endringer i opptak av materiale av cellen. Dette hjelper oss å forstå hva som skjer når disse generene er svekket i Alzheimers.

Endocytose er en universell viktig cellefunksjon, alle celler må spise og drikke. Det er også ansvarlig for mange andre viktige oppgaver, inkludert kommunikasjon, transport og opprydding av avfallsprodukter, for eksempel beta-amyloid. Dette er et protein som produseres i den sunne hjernen, som vanligvis brytes ned og elimineres. I Alzheimers sykdom menes det imidlertid at en ubalanse av beta-amyloidproduksjon og dens fjerning fra hjernen fører til en oppbygging og dannelsen av klissete klumper, kjent som plakk, som er giftige for nevroner.

Brain housekeeping

Mopping up beta-amyloid er en av funksjonene som utføres av microglia, hjernens immunceller. De er de første respondentene når en inntrenger går inn i hjernen. De bruker deres endocytiske evner til å oppsluke og ødelegge avfallsmateriale og smittsomme stoffer. I Alzheimer er denne funksjonen viktig når de forbruker beta-amyloid, bryter den ned gjennom sitt interne avfallshåndteringssystem.


innerself abonnere grafikk


Beta-amyloid kan også fjernes via 650km av blodkar gjennom hele menneskehjernen. Endotelceller som fôrer karene danner en tett barriere mellom blodet og hjernen. Dette stopper giftige stoffer, men tillater næringsstoffer å komme inn og avfallsprodukter løsner. Beta-amyloid fjernes fra hjernen ved en spesiell form for endocytose som involverer det bindende til en reseptor på overflaten av endotelceller, som en lås og nøkkel. Dette utløser sin internalisering og det blir båret over cellen og deponert i blodet, hindrer en oppbygging i hjernen.

Hvordan kommer beta-amyloid der først?

Den nøyaktige funksjonen til beta-amyloid er fortsatt uklart, men det er sannsynlig at det spiller en rolle i normal hjernefysiologi, og blir bare et problem når det er tilstede i overflødig tilstand. Det er produsert ved sammenbrudd av amyloid forløperproteinet (APP), funnet på overflaten av celler i hjernen.

APP kan brytes ned i to forskjellige måter, hvorav bare en produserer beta-amyloid. Enzymet som er ansvarlig for denne bane ligger i cellen, så APP må gjennomgå endocytose for å bli brutt i beta-amyloidfragmenter.

En del av vår forskning innebærer måling av mengden beta-amyloid og andre fragmenter produsert av celler som følge av APP-sammenbrudd. Sammenligning av disse mellom friske celler og de som Alzheimers risikegener har blitt manipulert gjør at vi kan forstå involveringen av disse gener i beta-amyloidproduksjon. Her igjen viser endocytose seg som en viktig spiller i den potensielle utviklingen av Alzheimers sykdom.

Dette illustrerer bare tre eksempler på hvordan endocytose er viktig for hjernens helse og hvordan en feil i noen av disse kan være en medvirkende faktor for Alzheimers utvikling. Faktisk har mange andre biologiske prosesser blitt implisert fra genetiske studier, og dette er usannsynlig å være gjensidig utelukkende. Med tillegg av både livsstils- og miljørisikofaktorer er Alzheimers svært komplekse. Likevel, ved å forstå de forskjellige mekanismene som er involvert, kan vi begynne å identifisere potensielle mål for behandling. I likhet med et puslespill bruker vi genetisk informasjon som hjørnestykker for å bygge opp et klarere bilde av sykdommen som helhet.

Om forfatteren

Anna Burt, PhDforsker, Cardiff University

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på Den Conversation. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker:

at InnerSelf Market og Amazon