Deși cauzele bolii Alzheimer rămân un mister, cercetările genetice oferă acum indicii despre dezvoltarea bolii. Știm că mutațiile genetice rare pot cauza Alzheimer cu debut precoce, cu toate acestea, atât factorii genetici, cât și factorii de mediu sunt implicați în forma mai frecventă, cu debut tardiv, a bolii. Colectând informații despre componența genetică a mii de oameni, oamenii de știință din grupul nostru și alții au identificat aproape 30 de variante genetice care sunt mai frecvente în boală.

Funcția multor dintre aceste „gene de risc” din creier este necunoscută, dar ele par să se agrupeze în funcție de funcția biologică, oferindu-ne o mai bună înțelegere a mecanismelor implicate în Alzheimer. Una dintre funcțiile biologice implicate în Alzheimer din aceste descoperiri genetice este transportul materialului în celulă, cunoscut sub numele de endocitoza. Acest lucru se întâmplă atunci când materialul nu poate traversa în mod pasiv membrana celulară, mugurii celulari spre interior pentru a captura încărcătura într-un sac mic umplut cu lichid.

Grupul nostru de cercetare investighează ce fac aceste gene endocitice în creier. Folosind celule cultivate într-un vas, putem manipula proteinele pe care le exprimă și măsura modificările în absorbția materialului de către celulă. Acest lucru ne ajută să înțelegem ce se întâmplă atunci când aceste gene sunt afectate de Alzheimer.

Endocitoza este o funcție celulară universal importantă, toate celulele trebuie să mănânce și să bea. De asemenea, este responsabil pentru multe alte sarcini vitale, inclusiv comunicarea, transportul și curățarea deșeurilor, cum ar fi beta-amiloidul. Aceasta este o proteină produsă în creierul sănătos, care în mod normal este descompusă și eliminată. Cu toate acestea, în boala Alzheimer, se crede că un dezechilibru al producției de beta-amiloid și eliminarea acestuia din creier provoacă o acumulare și formarea de aglomerări lipicioase, cunoscute sub numele de plăci, care sunt toxice pentru neuroni.

Menaj la creier

Eliminarea beta-amiloidului este una dintre funcțiile îndeplinite de microglia, celulele imune ale creierului. Ei sunt primii care răspund când un intrus intră în creier. Ei își folosesc abilitățile endocitice pentru a înghiți și distruge deșeurile și agenții infecțioși. În Alzheimer, această funcție este esențială deoarece consumă beta-amiloid, descompunându-l prin sistemul lor intern de eliminare a deșeurilor.

Beta-amiloidul poate fi, de asemenea, îndepărtat prin cei 650 km de vase de sânge din creierul uman. Celulele endoteliale care căptușesc vasele formează o barieră strânsă între sânge și creier. Acest lucru oprește agenții toxici, dar permite nutrienților să intre și deșeurilor de produse să scape. Beta-amiloidul este îndepărtat din creier printr-o formă specială de endocitoză care implică legarea acestuia de un receptor de pe suprafața celulelor endoteliale, cum ar fi o cheie. Acest lucru declanșează internalizarea și este transportat prin celulă și depus în sânge, prevenind o acumulare în creier.

Cum ajunge beta-amiloidul în primul rând?

Funcția precisă a beta-amiloidului este încă neclară, dar este probabil că joacă un rol în fiziologia normală a creierului, devenind o problemă doar atunci când este prezentă în exces. Este produsă prin descompunerea proteinei precursoare amiloid (APP), găsită pe suprafața celulelor din creier.

APP poate fi defalcat în două moduri diferite, dintre care doar unul produce beta-amiloid. Enzima responsabilă de această cale se află în interiorul celulei, astfel încât APP trebuie să fie supusă endocitozei pentru a fi spartă în fragmente beta-amiloide.

O parte din cercetarea noastră implică măsurarea cantității de beta-amiloid și a altor fragmente produse de celule ca urmare a defalcării APP. Compararea acestora între celulele sănătoase și cele în care au fost manipulate genele de risc Alzheimer ne permite să înțelegem implicarea acestor gene în producția de beta-amiloid. Aici, din nou, endocitoza apare ca un jucător crucial în dezvoltarea potențială a bolii Alzheimer.

Acest lucru ilustrează doar trei exemple ale modului în care endocitoza este importantă pentru sănătatea creierului și modul în care o defecțiune în oricare dintre acestea ar putea fi un factor care să contribuie la dezvoltarea Alzheimer. Într-adevăr, multe alte procese biologice au fost implicate din studiile genetice și este puțin probabil ca acestea să se excludă reciproc. Odată cu adăugarea atât a stilului de viață, cât și a factorilor de risc de mediu, Alzheimer este extrem de complex. Cu toate acestea, prin înțelegerea diferitelor mecanisme implicate, putem începe identificarea potențialelor ținte pentru tratament. La fel ca un puzzle, folosim informațiile genetice ca piese de colț pentru a construi o imagine mai clară a bolii în ansamblu.

Despre autor

Anna Burt, cercetător doctor, Universitatea din Cardiff

Acest articol a fost publicat inițial Conversaţie. Citeste Articol original.

Cărți asemănătoare:

at InnerSelf Market și Amazon