Alzheimer: Studie untersucht das schwächste Glied des Gehirns
Die Alzheimer-Krankheit ist eine Form des neurokognitiven Rückgangs, von der weltweit Millionen betroffen sind. Die genaue Ursache ist unklar, aber neue Forschungen decken die Mechanismen auf, die es Alzheimer ermöglichen, sich im Gehirn zu etablieren.
Wie bei anderen Formen der Demenz ist auch bei der Alzheimer-Krankheit die Akkumulation bestimmter toxischer Proteine im Gehirn ein bestimmendes Merkmal.
Diese Proteine aggregieren zu Plaques, die die Kommunikation zwischen Gehirnzellen stören und so kognitive Probleme und andere Probleme verstärken.
Meistens identifizieren Forscher das Protein Beta-Amyloid als Hauptverursacher dieses störenden Prozesses.
Ein anderes Protein namens Tau ist jedoch genauso wichtig.
In einer neuen Studie haben Forscher einer Reihe von akademischen Institutionen, darunter die Ohio State University in Columbus, das Columbia University Medical Center in New York, NY, und die Cambridge University in Großbritannien, herausgefunden, dass sich Tau bevorzugt um einen bestimmten Typ von akkumuliert Gehirnzelle.
Die Forscher zeigten auch, dass bestimmte genetische Profile eine Person für Tau-Aggregationen um diese Zellen prädisponieren können.
Co-Hauptautor der Studie Hongjun (Harry) Fu - heute Assistenzprofessor am Department of Neuroscience der Ohio State University - und Kollegen berichten über ihre Ergebnisse in einem kürzlich in veröffentlichten Artikel Naturneurowissenschaften.
Die anfälligsten Gehirnzellen
Das Gehirn enthält verschiedene Arten von Zellen. Die beiden wichtigsten sind Neuronen, die Informationen kommunizieren und eine Schlüsselrolle bei der kognitiven Funktion spielen, und Gliazellen, die mehrere Rollen spielen, einschließlich der Unterstützung und des Schutzes von Neuronen und der Verbindungen zwischen ihnen.
Neuronen fallen in zwei Typen: exzitatorisch, die elektrische Impulse auslösen, und inhibitorisch, die die Aktivität exzitatorischer Neuronen ausgleichen.
Fu und Kollegen untersuchten das Phänomen der Tau-Protein-Akkumulation in einem Mausmodell sowie im Gehirn von Menschen, bei denen Alzheimer diagnostiziert wurde, und stellten fest, dass exzitatorische Neuronen am stärksten der störenden Wirkung dieses Proteins ausgesetzt waren.
"Die Akkumulation von fehlgefalteten Tau-Aggregaten ist ein bestimmendes Merkmal der Alzheimer-Krankheit und der mit Tau verbundenen frontotemporalen Lobar-Degeneration", schreiben die Forscher und fügen hinzu: "Es wurde berichtet, dass verschiedene Arten von Neuronen bei [Alzheimer-Krankheit], Down-Syndrom, besonders anfällig sind. und [frontotemporale Lappendegeneration]. “
„Die Verteilung von Neuronen, die für Tauopathie anfällig sind, folgt einem sequentiellen Muster, das darauf hindeutet, dass Zellpopulationen in verschiedenen Regionen des Gehirns selektiv gefährdet sind. Insbesondere die Morphologie und Lage der Zellen im entorhinalen Cortex und Hippocampus, die Tau akkumulieren […], deuten darauf hin, dass exzitatorische Neuronen bevorzugt betroffen sind. “
Im Anschluss an diesen Befund erstellten die Forscher genetische Analysen auf der Grundlage der Daten von Menschen, die weder an Alzheimer noch an anderen neurologischen Problemen litten.
Die Forscher stellten einige wichtige genetische Unterschiede zwischen den exzitatorischen und inhibitorischen Neuronen fest, die ihrer Meinung nach erklären könnten, warum die ersteren stärker der Tau-Aggregation ausgesetzt sind.
Könnten Gene das Phänomen erklären?
Insbesondere fanden die Forscher heraus, dass ein Gen, BAG3, das die Clearance von Tau-Protein im Gehirn reguliert, könnte den Schlüssel für die Anfälligkeit von exzitatorischen Neuronen für die Bildung toxischer Plaques liefern.
BAG3 Die Expression war in neuronalen Zellen viel höher als in nicht-neuronalen Zellen. Unter den Neuronen war die Expression im inhibitorischen Typ am höchsten, was darauf hindeutet, dass dies ihre verringerte Anfälligkeit für Tau-Aggregate erklären könnte.
"Wir glauben, dass es einen sehr frühen, intrinsischen Unterschied in den Gehirnzellen gibt, der für die Akkumulation von Tau-Protein anfällig ist, was möglicherweise erklärt, warum nur bestimmte Neuronen und Gehirnregionen bei frühem Alzheimer für dieses Problem anfällig sind", sagt Fu.
"Wenn wir die molekularen Determinanten herausfinden können, die der Anfälligkeit für diese Krankheit zugrunde liegen, können wir die Entwicklung der Alzheimer-Krankheit besser verstehen und möglicherweise zu Techniken zur Früherkennung und gezielten Behandlung führen", fügt er hinzu.
In Zukunft wollen sich die Forscher darauf konzentrieren, wie Wechselwirkungen zwischen bestimmten Genen die Alzheimer-spezifischen Mechanismen beeinflussen und die Anfälligkeit von Gehirnzellen für toxische Plaques erhöhen können.
Die Forscher stellen fest, dass andere Gehirnzellen als Neuronen wahrscheinlich auch eine wichtige Rolle beim Fortschreiten neurodegenerativer Erkrankungen, einschließlich Alzheimer, spielen.
"Es wurde auch festgestellt, dass andere Gehirnzellen, einschließlich Mikroglia, Astrozyten und Oligodendrozyten, eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der Alzheimer-Krankheit spielen", bemerkt Fu und fügt hinzu: "Wir sind sehr daran interessiert zu verstehen, wie diese Zellen miteinander kommunizieren und sich auswirken die Verwundbarkeit bestimmter Neuronen. “
Der Forscher erklärt: "Umweltfaktoren, Hirnverletzungen, Diabetes, Schlafentzug, Depressionen und andere äußere Faktoren wurden ebenfalls mit einer erhöhten Anfälligkeit für Alzheimer in Verbindung gebracht."
