Selvom årsagerne til Alzheimers sygdom stadig er et mysterium, giver genetisk forskning nu spor om, hvordan sygdommen udvikler sig. Vi ved, at sjældne genetiske mutationer kan forårsage Alzheimers tidlige debut, men både genetiske og miljømæssige faktorer er involveret i den mere almindelige, sene debut af sygdommen. Ved at indsamle oplysninger om den genetiske sammensætning af tusinder af mennesker, har forskere i vores gruppe og andre identificeret næsten 30 genvarianter der er mere almindelige i sygdommen.

Funktionen af ​​mange af disse "risikogener" i hjernen er ukendt, men de ser ud til at klynges efter biologisk funktion, hvilket giver os større indsigt i de mekanismer, der er involveret i Alzheimers. En af de biologiske funktioner, der er impliceret i Alzheimers fra disse genetiske fund, er transport af materiale ind i cellen, kendt som endocytose. Dette sker, når materiale ikke passivt kan krydse cellemembranen, cellen knopper indad for at fange lasten i en lille væskefyldt pose.

Vores forskningsgruppe undersøger, hvad disse endocytiske gener gør i hjernen. Ved hjælp af celler dyrket i en skål kan vi manipulere de proteiner, de udtrykker, og måle ændringer i materialets optagelse af cellen. Dette hjælper os med at forstå, hvad der sker, når disse gener er nedsat i Alzheimers.

Endocytose er en universelt vigtig cellefunktion, alle celler har brug for at spise og drikke. Det er også ansvarlig for mange andre vigtige opgaver, herunder kommunikation, transport og oprydning af affaldsprodukter, såsom beta-amyloid. Dette er et protein, der produceres i den sunde hjerne, som normalt nedbrydes og elimineres. I Alzheimers sygdom menes det imidlertid, at en ubalance i produktionen af ​​beta-amyloid og dens fjernelse fra hjernen forårsager en opbygning og dannelsen af ​​klæbrige klumper, kendt som plaques, som er giftige for neuroner.

Hjernepleje

Mopping af beta-amyloid er en af ​​de funktioner, der udføres af mikroglia, hjernens immunceller. De er de første respondenter, når en ubuden gæst kommer ind i hjernen. De bruger deres endocytiske evner til at opsluge og ødelægge affaldsmateriale og smitsomme stoffer. I Alzheimers er denne funktion nøglen, da de spiser beta-amyloid og nedbryder den gennem deres interne bortskaffelsessystem.

Beta-amyloid kan også fjernes via de 650 km blodkar gennem den menneskelige hjerne. Endotelcellerne, der forer karrene, danner en tæt barriere mellem blodet og hjernen. Dette stopper giftige stoffer, men tillader næringsstoffer at komme ind og affaldsprodukter slippe ud. Beta-amyloid fjernes fra hjernen ved en særlig form for endocytose, der involverer, at den binder til en receptor på overfladen af ​​endotelceller, som en lås og nøgle. Dette udløser sin internalisering, og det bæres over cellen og deponeres i blodet, forhindrer ophobning i hjernen.

Hvordan kommer beta-amyloid i første omgang derhen?

Den nøjagtige funktion af beta-amyloid er stadig uklar, men det er sandsynligt, at det spiller en rolle i normal hjernefysiologi, kun bliver et problem, når det er til stede i overskud. Det produceres ved nedbrydning af amyloidprecursorproteinet (APP), der findes på overfladen af ​​celler i hjernen.

APP kan opdeles i to forskellige måder, hvoraf kun den ene producerer beta-amyloid. Enzymet, der er ansvarlig for denne vej, ligger inde i cellen, så APP skal gennemgå endocytose for at blive brudt i beta-amyloidfragmenter.

En del af vores forskning involverer måling af mængden af ​​beta-amyloid og andre fragmenter produceret af celler som et resultat af APP-nedbrydning. Sammenligning af disse mellem sunde celler og dem, hvor Alzheimers risikogener er blevet manipuleret, giver os mulighed for at forstå inddragelsen af ​​disse gener i beta-amyloidproduktion. Her vises endocytose igen som en afgørende aktør i den potentielle udvikling af Alzheimers sygdom.

Dette illustrerer kun tre eksempler på, hvordan endocytose er vigtig for hjernens sundhed, og hvordan en fejl i nogen af ​​disse kan være en medvirkende faktor til Alzheimers udvikling. Faktisk er mange andre biologiske processer blevet impliceret fra genetiske studier, og det er usandsynligt, at de udelukker hinanden. Med tilføjelsen af ​​både livsstils- og miljømæssige risikofaktorer er Alzheimers meget kompleks. Ikke desto mindre kan vi ved at forstå de forskellige involverede mekanismer begynde at identificere potentielle mål for behandling. Ligesom et puslespil bruger vi genetisk information som hjørnestykker til at opbygge et klarere billede af sygdommen som helhed.

Om forfatteren

Anna Burt, ph.d.-forsker, Cardiff University

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort den The Conversation. Læs oprindelige artikel.

Relaterede Bøger:

at InnerSelf Market og Amazon