Alzheimers: Studien nollställer hjärnans svagaste länk
Alzheimers sjukdom är en form av neurokognitiv nedgång som drabbar miljoner över hela världen. Den exakta orsaken är oklar, men ny forskning avslöjar de mekanismer som gör det möjligt för Alzheimers att etablera sig i hjärnan.
I Alzheimers sjukdom, liksom i andra former av demens, är en avgörande egenskap ackumulering av vissa giftiga proteiner i hjärnan.
Dessa proteiner aggregeras till plack som stör kommunikationen mellan hjärnceller, vilket förbättrar kognitiva problem och andra problem.
Oftare än inte identifierar forskare proteinet beta-amyloid som den främsta syndaren i denna störande process.
Ett annat protein, som kallas tau, är dock lika viktigt.
I en ny studie har forskare från en serie akademiska institutioner, inklusive Ohio State University i Columbus, Columbia University Medical Center i New York, NY och Cambridge University i Storbritannien, funnit att tau ackumuleras företrädesvis runt en viss typ av hjärncell.
Utredarna avslöjade också att vissa genetiska profiler kan predisponera en person för att ta aggregeringar runt dessa celler.
Medledande författare till studien Hongjun (Harry) Fu - nu en biträdande professor vid Institutionen för neurovetenskap vid Ohio State University - och kollegor rapporterar sina resultat i en artikel som nyligen publicerades i Natur neurovetenskap.
De mest utsatta hjärncellerna
Hjärnan innehåller olika typer av celler. De två viktigaste är nervceller, som kommunicerar information och spelar en nyckelroll i kognitiv funktion, och gliaceller, som har flera roller, inklusive stöd och skydd av nervceller och kopplingarna mellan dem.
Neuroner faller i två typer: excitatoriska, som utlöser elektriska impulser, och hämmande, som balanserar aktiviteten hos exciterande neuroner.
Studera fenomenet ackumulering av tauprotein i en musmodell, såväl som i hjärnan hos människor som har fått Alzheimers diagnoser, fann Fu och kollegor att excitatoriska neuroner var de som var mest utsatta för den störande effekten av detta protein.
”Ansamlingen av felvikta tau-aggregat är ett avgörande inslag i Alzheimers sjukdom och frontotemporal lobardegeneration kopplad till tau”, skriver forskarna och tillägger: ”Flera typer av nervceller har rapporterats vara särskilt utsatta för [Alzheimers sjukdom], Downs syndrom, och [frontotemporal lobardegeneration]. ”
”Fördelningen av neuroner som är känsliga för tauopati följer ett sekventiellt mönster som antyder att cellpopulationer i olika hjärnregioner är selektivt utsatta. Mer specifikt antyder morfologin och placeringen av celler i hjärnbarken och hippocampus som ackumuleras tau [...] att exciterande nervceller påverkas företrädesvis. ”
Efter denna upptäckt sammanställde forskarna genetiska analyser baserade på data från personer som inte hade Alzheimers sjukdom eller några andra neurologiska problem.
Utredarna märkte några viktiga genetiska skillnader mellan de exciterande och hämmande nervcellerna, som de tror kan förklara varför de förra är mer utsatta för tau-aggregering.
Kan gener förklara fenomenet?
Specifikt fann forskarna att en gen, BAG3, som reglerar clearance av tau-protein i hjärnan, kan ge nyckeln till exciterande neurons känslighet för toxisk plackbildning.
BAG3 uttrycket, förklarar laget, var mycket högre i neuronala celler än i icke-neuronala celler. Bland neuroner var uttrycket högst i den hämmande typen, vilket tyder på att detta kan förklara deras minskade sårbarhet för tau-aggregat.
"Vi tror att det finns en riktigt tidig, inneboende skillnad i hjärncellerna som är benägna att ackumuleras av tau-protein, vilket kan förklara varför endast vissa nervceller och hjärnregioner är sårbara för detta problem i början av Alzheimers", säger Fu.
"Om vi kan räkna ut de molekylära determinanter som ligger till grund för sårbarheten för denna sjukdom, kommer det att hjälpa oss att bättre förstå utvecklingen av Alzheimers sjukdom och potentiellt kan leda till tekniker för tidig upptäckt och målinriktad behandling", tillägger han.
I framtiden syftar forskarna till att fokusera på hur interaktioner mellan vissa gener kan påverka Alzheimersspecifika mekanismer och förbättra hjärncellernas sårbarhet för giftiga plack.
Utredarna noterar att andra hjärnceller än nervceller också sannolikt spelar en viktig roll i utvecklingen av neurodegenerativa tillstånd, inklusive Alzheimers.
"Andra hjärnceller, inklusive mikroglia, astrocyter och oligodendrocyter, har också visat sig spela viktiga roller i utvecklingen av Alzheimers sjukdom", konstaterar Fu och tillägger: "Vi är mycket intresserade av att förstå hur dessa celler kommunicerar med varandra och påverkar sårbarheten hos vissa nervceller. ”
Forskaren förklarar: "Miljöfaktorer, hjärnskador, diabetes, sömnbrist, depression och andra externa faktorer har också kopplats till ökad sårbarhet för Alzheimers," fortsätter, "Vi vill förstå hur inneboende skillnader interagerar med dessa yttre influenser."
