Alzheimers: Studien nuller inn på hjernens svakeste ledd
Alzheimers sykdom er en form for nevrokognitiv tilbakegang som rammer millioner over hele verden. Den eksakte årsaken er uklar, men ny forskning avdekker mekanismene som gjør at Alzheimers kan bli etablert i hjernen.
I Alzheimers sykdom, som i andre former for demens, er et avgrensende trekk akkumuleringen av visse giftige proteiner i hjernen.
Disse proteinene samles i plakk som forstyrrer kommunikasjonen mellom hjerneceller, og forbedrer dermed kognitive problemer og andre problemer.
Oftere enn ikke, identifiserer forskere proteinet beta-amyloid som den viktigste skyldige i denne forstyrrende prosessen.
Imidlertid er et annet protein, kalt tau, like viktig.
I en ny studie har forskere fra en rekke akademiske institusjoner, inkludert Ohio State University i Columbus, Columbia University Medical Center i New York, NY og Cambridge University i Storbritannia, funnet ut at tau akkumuleres fortrinnsvis rundt en bestemt type hjernecelle.
Etterforskerne avslørte også at visse genetiske profiler kan disponere en person for å tau aggregasjoner rundt disse cellene.
Medlederforfatter av studien Hongjun (Harry) Fu - nå assisterende professor ved Institutt for nevrovitenskap ved Ohio State University - og kolleger rapporterer sine funn i et papir nylig publisert i Natur nevrovitenskap.
De mest sårbare hjernecellene
Hjernen inneholder forskjellige typer celler. De to viktigste er nevroner, som kommuniserer informasjon og spiller en nøkkelrolle i kognitiv funksjon, og gliaceller, som har flere roller, inkludert støtte og beskytte nevroner og forbindelsene mellom dem.
Nevroner faller i to typer: eksitatorisk, som utløser elektriske impulser, og hemmende, som balanserer aktiviteten til eksitatoriske nevroner.
Ved å studere fenomenet akkumulering av tau-protein i en musemodell, så vel som i hjernen til mennesker som har fått Alzheimers diagnoser, fant Fu og kollegaer at eksitatoriske nevroner var de som var mest utsatt for den forstyrrende effekten av dette proteinet.
"Akkumuleringen av feilfoldede tau-aggregater er et avgjørende trekk ved Alzheimers sykdom og frontotemporal lobardegenerasjon knyttet til tau," skriver forskerne og legger til: "Flere typer nevroner er rapportert å være spesielt sårbare i [Alzheimers sykdom], Downs syndrom og [frontotemporal lobar degeneration]. ”
“Distribusjonen av nevroner som er sårbare for tauopati, følger et sekvensielt mønster som antyder at cellepopulasjoner i forskjellige regioner i hjernen er selektivt utsatt. Mer spesifikt antyder morfologien og plasseringen av celler i entorhinal cortex og hippocampus som akkumulerer tau [...] at eksitatoriske nevroner fortrinnsvis påvirkes. ”
Etter dette funnet samlet forskerne genetiske analyser basert på dataene til personer som ikke hadde verken Alzheimers sykdom eller andre nevrologiske problemer.
Etterforskerne la merke til noen viktige genetiske forskjeller mellom de eksiterende og inhiberende nevronene, som de tror kan forklare hvorfor førstnevnte er mer utsatt for tau-aggregering.
Kan gener forklare fenomenet?
Spesielt fant forskerne at ett gen, BAG3, som regulerer klaring av tau-protein i hjernen, kan gi nøkkelen til eksitatoriske nevroners følsomhet for dannelse av giftig plakk.
BAG3 Uttrykket, forklarer teamet, var mye høyere i neuronale celler enn i ikke-neuronale celler. Blant nevroner var uttrykket høyest i den hemmende typen, noe som antydet at dette kunne forklare deres reduserte sårbarhet for tau-aggregater.
"Vi tror det er en veldig tidlig, iboende forskjell i hjernecellene som er utsatt for akkumulering av tau-protein, noe som kan forklare hvorfor bare visse nevroner og hjerneregioner er sårbare for dette problemet tidlig i Alzheimers," sier Fu.
"Hvis vi kan finne ut av de molekylære determinantene som ligger til grunn for sårbarheten for denne sykdommen, vil det hjelpe oss til å bedre forstå utviklingen av Alzheimers sykdom og potensielt kunne føre til teknikker for tidlig påvisning og målrettet behandling," legger han til.
I fremtiden tar forskerne sikte på å fokusere på hvordan interaksjoner mellom visse gener kan påvirke Alzheimers-spesifikke mekanismer og forbedre hjernecellens sårbarhet for giftige plakk.
Etterforskerne bemerker at andre hjerneceller enn nevroner også sannsynligvis spiller en viktig rolle i utviklingen av nevrodegenerative tilstander, inkludert Alzheimers.
"Andre hjerneceller, inkludert mikroglia, astrocytter og oligodendrocytter, har også vist seg å spille viktige roller i utviklingen av Alzheimers sykdom," bemerker Fu og legger til: "Vi er veldig interessert i å forstå hvordan disse cellene kommuniserer med hverandre og påvirker sårbarheten til visse nevroner. ”
Forskeren forklarer: "Miljøfaktorer, hjerneskade, diabetes, søvnmangel, depresjon og andre faktorer utenfor har også vært knyttet til økt sårbarhet for Alzheimers," fortsetter, "Vi ønsker å forstå hvordan indre forskjeller interagerer med disse påvirkninger utenfor."
