Abnormality súvisiace s amyloidovým prekurzorovým proteínom by mohli spôsobiť predčasnú neurogenézu a značný bunkový stres.
Zdroj: iStockphoto.com
Nový výskum naznačuje, že počiatky Alzheimerovej choroby môžu siahať až do obdobia vývoja embrya v maternici. Abnormality vo vývoji mozgu môžu tak položiť základy vzniku tejto choroby, ktorej dopady sa prejavia až o desiatky rokov neskôr. Uvedenú hypotézu a jej prvé dôkazy priniesol tím vedcov z Parížskeho inštitútu pre výskum mozgu.
Alzheimerovej chorobe sa venuje veľká pozornosť
Hoci v súčasnosti neexistuje žiadny liek na Alzheimerovu chorobu, čoraz väčšia pozornosť sa venuje prevencii a zdravému životnému štýlu, napríklad udržiavaniu si dobrej fyzickej kondície a konzumácii stravy bohatej na ryby, ovocie a zeleninu.
Neurodegeneratívne ochorenia sa vo všeobecnosti diagnostikujú medzi 40. a 60. rokom života. Predpokladá sa však, že klinické symptómy sa objavia až niekoľko desaťročí po zmenách v mozgových štruktúrach.
Sieť neurónov. Zdroj: iStockphoto.com
Proteín, ktorý spomaľuje nástup neurogenézy
Najnovšie výsledky výskumu ukazujú, že amyloidový prekurzorový proteín (APP), ktorý súvisí s Alzheimerovou chorobou, hrá dôležitú rolu už v maternici. Spomaľuje totiž nástup neurogenézy – procesu, pri ktorom sa kmeňové bunky delia do rôznych línií nervových buniek. V mozgovej kôre sa začína neurogenéza plodu od 5. týždňa tehotenstva a je takmer ukončená do 28. týždňa.
„Zaujímal nás APP, ktorý je vysokoexprimovaný počas vývoja nervového systému. Jeho fragmentácia sa podieľa na vzniku typických amyloidných peptidov, ktorých toxická agregácia je spojená s odumieraním neurónov pri Alzheimerovej chorobe. Máme preto podozrenie, že APP môže hrať ústrednú úlohu v skorých štádiách ochorenia,“ vysvetľuje jeden z autorov štúdie Bassem Hassan.
Pri mnohých živočíšnych druhoch sa APP podieľa na rôznych biologických procesoch, napríklad na oprave mozgových porúch alebo na riadení bunkových odpovedí pri nedostatku kyslíka. Jeho úloha v embryonálnom štádiu zatiaľ však nebola bližšie preskúmaná.
Sledovanie APP
Vedci sledovali APP počas vývoja ľudského mozgu. Údaje získavali z plodu v desiatom a osemnástom týždni tehotenstva. Proteín sa najskôr prejavoval v šiestich typoch buniek a o niekoľko týždňov neskôr už najmenej v šestnástich. Odborníci následne použili genetickú techniku nožníc CRISPR-Cas9, aby vytvorili nové nervové kmeňové bunky, v ktorých nebol APP. Potom porovnali geneticky modifikované bunky s bunkami získanými z embryí.
Pri absencii APP produkovali nervové kmeňové bunky rýchlejším tempom oveľa viac neurónov a boli menej náchylné. Tím konkrétne ukázal, že APP sa podieľal na dvoch jemne vyladených genetických mechanizmoch riadiacich proliferáciu a aktiváciu tvorby nových neurónov. Pôsobením na tieto dve páky je APP schopný regulovať proces neurogenézy.
Hromadenie amyloidných plakov v mozgu. Zdroj: iStockphoto.com
Animálny model niekedy nepomôže
Zatiaľ čo u ľudí strata APP silne urýchľuje neurogenézu mozgu, pri hlodavcoch to tak nie je. „Úloha tohto proteínu je v prípade myší zanedbateľná, zatiaľ čo u nás je pre vývoj mozgu zásadná. Aby náš mozog získal konečnú podobu, musí sa v ňom počas veľmi dlhej doby a podľa určitého plánu vytvárať obrovské množstvo neurónov. Abnormality súvisiace s APP by mohli spôsobiť predčasnú neurogenézu a značný bunkový stres, ktorého dôsledky by sme mohli pozorovať až neskôr,“ naznačujú vedci.
Navyše oblasti mozgu, v ktorých sa objavujú skoré príznaky Alzheimerovej choroby, dozrievajú v detstve najdlhšie, čo je tiež v súlade so spomenutou hypotézou. Ak by sa potvrdila, znamenalo by to, že tieto poruchy vedú k vzniku mozgu, ktorý síce po narodení funguje normálne, ale je veľmi citlivý na niektoré faktory – zápaly, toxíny alebo mutácie, nedostatok spánku, prípadne aj nevhodnú potravu. Rôzne stresy môžu potom časom viesť k neurodegenerácii.
Lieky na Alzheimerovu chorobu sa zatiaľ neosvedčili, keďže ich predpísanie je vzhľadom na neskoré zachytenie ochorenia mnohokrát neúčinné. Nová štúdia publikovaná v časopise Science Advances však pripravuje pôdu pre vývoj liekov, ktoré sa zameriavajú na APP u mladších jedincov. Tieto zistenia by mohli potenciálne viesť k skríningovému programu, ktorý identifikuje rizikových jedincov už pri narodení.
Zdroj: Scienmag, Studyfinds
(JM)
