Zrozumieć geny i szlaki odpowiadające za rozwój choroby Alzheimera
Choroba Alzheimera (ang. Alzheimer’s disease, AD), na którą cierpi ponad 50 milionów ludzi na świecie, jest najczęstszą przyczyną demencji. Co trzy sekundy diagnozowany jest nowy przypadek, co sprawia, że AD jest także najszybciej rosnącą epidemią. Jak podają niektóre szacunki, liczba przypadków AD w ciągu następnych 30 lat wzrośnie trzykrotnie. Chociaż prace nad nowymi terapiami choroby trwają już prawie od wieku, do tej pory wszystkie badania kliniczne zakończyły się porażką. „Podkreśla to potrzebę rozpoznania mechanizmów molekularnych, które odpowiadają za rozwój choroby już od najwcześniejszych etapów, kiedy interwencje i modyfikacje mają największe szanse na powodzenie”, mówi Patricia Rodriguez(odnośnik otworzy się w nowym oknie), adiunkt na Instytucie Karolinska(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w Szwecji. Dzięki wsparciu finansowanego przez UE projektu NEVULA Rodriguez mogła zająć się pracą nad wypełnieniem tej luki. „Lepsze zrozumienie genów i szlaków odpowiedzialnych za AD może zwiększyć nasze szanse na diagnozę choroby na wczesnym etapie i przyczynić się do rozwoju nowych interwencji terapeutycznych”, dodaje badaczka.
Uzupełnianie luki w wiedzy
Jak wyjaśnia Rodriguez, jednym z kluczowych znaków wskazujących na AD jest powstawanie neurofibrylarnych splątków (ang. neurofibrillary tangles, NFT), które agregują białko tau w mózgu. Zespół projektu NEVULA skupiał się na konkretnej warstwie neuronów, które odpowiadają za rozwój NFT na wczesnym etapie AD i które znajdują się w neuronach II warstwy kory śródwęchowej (ang. entorhinal cortex layer II, ECII). Neurony ECII są szczególnie interesujące dla naukowców, ponieważ to one jako pierwsze ulegają degeneracji w AD. „Wiemy zaskakująco niewiele na temat przyczyn sprawiających, że te konkretne komórki są szczególnie podatne na degenerację”, wyjaśnia Rodriguez. Jak mówi Rodriguez, ta luka w wiedzy jest największym wyzwaniem związanym z badaniem i leczeniem AD. „Nasze zadanie polegało na zrozumieniu mechanizmów prowadzących do powstawania NFT na wczesnym etapie i degeneracji ECII”, zauważa badaczka. W tym celu naukowcy zastosowali podejście oparte na biologii systemów. Łączące funkcjonalne dane genomiczne dotyczące ludzi z biologią neuronów ECII podejście pozwala na wyróżnienie konkretnych genów związanych z chorobą. Opierając się na tym procesie, zespół projektu rozpoznał cztery funkcjonalne moduły odpowiedzialne za powstawanie NFT w chorobie Alzheimera. „Z tych modułów wyselekcjonowaliśmy różne geny kandydujące i zmienialiśmy ich poziomy, in vitro i in vivo, aby określić ich rolę w funkcjonowaniu neuronów EC i ustalić, czy odpowiadają one za zmiany patologiczne związane z AD”, mówi Rodriguez.
Możliwości dalszych badań
Jednym z rozpoznanych genów był protoonkogen, którego rola w neuronach nie była wcześniej znana. Zespół naukowców ustalił, że gen ten odpowiada za regulację plastyczności neuronów i możliwości ich wzbudzenia, a którego niedobór prowadzi do akumulacji białka tau w neuronach ECII. „W toku naszych prac ustaliliśmy, że nasze podejście oparte na biologii systemów stanowi przydatne narzędzie do precyzyjnego określania genów i szlaków związanych z AD”, podsumowuje Rodriguez. „Umożliwiło to także dalsze prowadzenie badań, które ostatecznie mogą prowadzić do opracowania leku na tę wyniszczającą chorobę”. Rodriguez będzie kontynuować badania nad mechanizmami prowadzącymi do wczesnej degeneracji neuronów ECII w chorobie Alzheimera. Wykorzystując kontakty, jakie zdobyła dzięki stypendium „Maria Skłodowska-Curie”(odnośnik otworzy się w nowym oknie), badaczka chce skupić się na badaniach nad tym, gdzie różne genetyczne i niegenetyczne czynniki ryzyka zbiegają się, by zwiększać podatność ECII na degenerację.
