Alzheimer: studie richt zich op de zwakste schakel van de hersenen
De ziekte van Alzheimer is een vorm van neurocognitieve achteruitgang die miljoenen mensen over de hele wereld treft. De exacte oorzaak is onduidelijk, maar nieuw onderzoek onthult de mechanismen waardoor Alzheimer zich in de hersenen kan vestigen.
Bij de ziekte van Alzheimer, net als bij andere vormen van dementie, is een bepalend kenmerk de ophoping van bepaalde giftige eiwitten in de hersenen.
Deze eiwitten aggregeren tot plaques die de communicatie tussen hersencellen verstoren, waardoor cognitieve problemen en andere problemen toenemen.
Vaker wel dan niet, identificeren onderzoekers het eiwit bèta-amyloïde als de belangrijkste boosdoener in dit verstorende proces.
Een ander eiwit, tau genaamd, is echter net zo belangrijk.
In een nieuwe studie hebben onderzoekers van een reeks academische instellingen, waaronder de Ohio State University in Columbus, Columbia University Medical Center in New York, NY en Cambridge University in het Verenigd Koninkrijk, ontdekt dat tau zich bij voorkeur ophoopt rond een specifiek type hersencel.
De onderzoekers onthulden ook dat bepaalde genetische profielen een persoon vatbaar kunnen maken voor tau-aggregaties rond die cellen.
Co-hoofdauteur van de studie Hongjun (Harry) Fu - nu assistent-professor bij de afdeling Neurowetenschappen aan de Ohio State University - en collega's rapporteren hun bevindingen in een artikel dat onlangs is gepubliceerd in Nature Neuroscience.
De meest kwetsbare hersencellen
De hersenen bevatten verschillende soorten cellen. De twee belangrijkste zijn neuronen, die informatie communiceren en een sleutelrol spelen in de cognitieve functie, en gliacellen, die verschillende rollen hebben, waaronder het ondersteunen en beschermen van neuronen en de verbindingen daartussen.
Neuronen vallen uiteen in twee soorten: prikkelende, die elektrische impulsen triggeren, en remmende, die de activiteit van prikkelende neuronen in evenwicht brengen.
Bij het bestuderen van het fenomeen van accumulatie van tau-eiwit in een muismodel, evenals in de hersenen van mensen die de diagnose Alzheimer hebben gekregen, ontdekten Fu en collega's dat prikkelende neuronen het meest werden blootgesteld aan het verstorende effect van dit eiwit.
"De opeenhoping van verkeerd gevouwen tau-aggregaten is een bepalend kenmerk van de ziekte van Alzheimer en frontotemporale lobaire degeneratie die verband houdt met tau", schrijven de onderzoekers, eraan toevoegend: "Er is gemeld dat verschillende typen neuronen bijzonder kwetsbaar zijn bij [de ziekte van Alzheimer], het syndroom van Down, en [frontotemporale lobaire degeneratie]. "
“De verdeling van neuronen die kwetsbaar zijn voor tauopathie volgt een opeenvolgend patroon dat suggereert dat celpopulaties in verschillende hersengebieden selectief risico lopen. Meer specifiek suggereren de morfologie en locatie van cellen in de entorinale cortex en hippocampus die tau […] accumuleren, dat prikkelende neuronen bij voorkeur worden beïnvloed. "
Na deze bevinding hebben de onderzoekers genetische analyses samengesteld op basis van de gegevens van mensen die noch de ziekte van Alzheimer noch andere neurologische problemen hadden.
De onderzoekers merkten enkele belangrijke genetische verschillen op tussen de prikkelende en remmende neuronen, die, zo denken ze, zouden kunnen verklaren waarom de eerste meer worden blootgesteld aan tau-aggregatie.
Kunnen genen het fenomeen verklaren?
Concreet vonden de onderzoekers dat één gen, BAG3, dat de klaring van tau-eiwit in de hersenen reguleert, kan de sleutel zijn tot de gevoeligheid van prikkelende neuronen voor toxische plaquevorming.
BAG3 expressie, legt het team uit, was veel hoger in neuronale cellen dan in niet-neuronale cellen. Onder neuronen was de expressie het hoogst in het remmende type, wat suggereert dat dit hun verminderde kwetsbaarheid voor tau-aggregaten zou kunnen verklaren.
"We denken dat er een heel vroeg, intrinsiek verschil is in de hersencellen die vatbaar zijn voor de ophoping van tau-eiwit, wat kan verklaren waarom alleen bepaalde neuronen en hersenregio's kwetsbaar zijn voor dit probleem bij de vroege ziekte van Alzheimer", zegt Fu.
"Als we de moleculaire determinanten kunnen achterhalen die ten grondslag liggen aan de kwetsbaarheid voor deze ziekte, zal dit ons helpen de ontwikkeling van de ziekte van Alzheimer beter te begrijpen en mogelijk leiden tot technieken voor vroege detectie en gerichte behandeling", voegt hij eraan toe.
In de toekomst willen de onderzoekers zich concentreren op hoe interacties tussen bepaalde genen de specifieke mechanismen van Alzheimer kunnen beïnvloeden en de kwetsbaarheid van hersencellen voor toxische plaques kunnen vergroten.
De onderzoekers merken op dat andere hersencellen dan neuronen waarschijnlijk ook een belangrijke rol spelen bij de progressie van neurodegeneratieve aandoeningen, waaronder de ziekte van Alzheimer.
"Andere hersencellen, waaronder microglia, astrocyten en oligodendrocyten, blijken ook een belangrijke rol te spelen bij de ontwikkeling van de ziekte van Alzheimer," merkt Fu op, en voegt eraan toe: "We zijn erg geïnteresseerd om te begrijpen hoe die cellen met elkaar communiceren en beïnvloeden de kwetsbaarheid van bepaalde neuronen. "
De onderzoeker legt uit: "Omgevingsfactoren, hersenletsel, diabetes, slaapgebrek, depressie en andere externe factoren zijn ook in verband gebracht met een grotere kwetsbaarheid voor de ziekte van Alzheimer", vervolgt: "We willen begrijpen hoe intrinsieke verschillen omgaan met deze externe invloeden."
