Walaupun penyebab penyakit Alzheimer kekal sebagai misteri, penyelidikan genetik kini memberi petunjuk tentang bagaimana penyakit itu berkembang. Kami tahu bahawa mutasi genetik yang jarang berlaku boleh menyebabkan Alzheimer awal, bagaimanapun, kedua-dua faktor genetik dan alam sekitar terlibat dalam bentuk yang lebih biasa, lewat awal penyakit ini. Dengan mengumpulkan maklumat tentang genetik yang dibuat oleh ribuan orang, ahli sains dalam kumpulan kami, dan yang lain, telah mengenal pasti hampir Varian gen 30 yang lebih biasa dalam penyakit ini.
Fungsi kebanyakan "gen risiko" di dalam otak tidak diketahui, tetapi mereka kelihatan berkumpul dengan fungsi biologi, memberikan kita gambaran yang lebih mendalam mengenai mekanisme yang terlibat dalam Alzheimer. Salah satu fungsi biologi yang terlibat dalam Alzheimer dari penemuan genetik ini ialah pengangkutan bahan ke dalam sel, yang dikenali sebagai endositosis. Ini berlaku apabila bahan tidak boleh menyeberang membran sel secara pasif, tunas sel ke dalam untuk menangkap kargo dalam kantung berisi cecair kecil.
Kumpulan penyelidikan kami sedang mengkaji apakah gen endositik ini dilakukan di dalam otak. Menggunakan sel yang ditanam dalam hidangan, kita boleh memanipulasi protein yang mereka nyatakan dan mengukur perubahan dalam pengambilan bahan oleh sel. Ini membantu kita memahami apa yang berlaku apabila gen ini mengalami gangguan pada Alzheimer.
Endocytosis adalah fungsi sel penting di seluruh dunia, semua sel perlu makan dan minum. Ia juga bertanggungjawab untuk banyak tugas penting lain termasuk komunikasi, pengangkutan dan pembersihan produk buangan, seperti beta-amyloid. Ini adalah protein yang dihasilkan dalam otak yang sihat yang biasanya dipecahkan dan dihapuskan. Walau bagaimanapun, dalam penyakit Alzheimer, ia dianggap bahawa ketidakseimbangan penghasilan beta-amyloid dan penyingkiran dari penyebab otak sebuah pembina dan pembentukan rumpun melekit, yang dikenali sebagai plak, yang menjadi toksik kepada neuron.
Pengemasan otak
Mopping beta-amyloid adalah salah satu fungsi yang dilakukan oleh microglia, sel-sel imun otak. Mereka adalah responden pertama apabila penceroboh memasuki otak. Mereka menggunakan kebolehan endositik mereka untuk melanda dan memusnahkan bahan buangan dan agen berjangkit. Dalam Alzheimer, fungsi ini adalah kunci kerana mereka mengambil beta-amyloid, memecahkannya melalui sistem pembuangan sisa dalaman mereka.
Beta-amyloid juga boleh dikeluarkan melalui saluran darah 650km di seluruh otak manusia. Sel-sel endothelial lapisan kapal membentuk penghalang yang ketat antara darah dan otak. Ini menghentikan agen toksik tetapi membolehkan nutrien masuk dan membuang produk untuk melarikan diri. Beta-amyloid dikeluarkan dari otak dengan bentuk endositosis khas yang melibatkan ia mengikat kepada reseptor pada permukaan sel endothelial, seperti kunci dan kunci. Ini mencetuskan internalisasinya dan ia dibawa ke seluruh sel dan disimpan dalam darah, mencegah pembentukan otak.
Bagaimanakah beta-amyloid sampai di tempat pertama?
Fungsi tepat beta-amyloid masih belum jelas, tetapi ia mungkin memainkan peranan dalam fisiologi otak biasa, hanya menjadi masalah ketika hadir lebih. Ia dihasilkan oleh pecahan protein prekursor amyloid (APP), yang terdapat pada permukaan sel di dalam otak.
APP boleh dipecah masuk dua cara yang berbeza, hanya satu yang menghasilkan beta-amyloid. Enzim yang bertanggungjawab untuk laluan ini berada di dalam sel, jadi APP mesti menjalani endositosis untuk dipecahkan kepada serpihan beta-amyloid.
Sebahagian daripada penyelidikan kami melibatkan pengukuran jumlah beta-amiloid dan serpihan lain yang dihasilkan oleh sel-sel akibat kerosakan APP. Membandingkan ini antara sel yang sihat dan yang mana gen risiko Alzheimer telah dimanipulasi membolehkan kita memahami penglibatan gen ini dalam pengeluaran beta-amyloid. Di sini, sekali lagi, endositosis muncul sebagai pemain penting dalam perkembangan potensi penyakit Alzheimer.
Ini menggambarkan hanya tiga contoh bagaimana endositosis penting untuk kesihatan otak dan bagaimana salah dalam mana-mana ini boleh menjadi faktor penyumbang kepada perkembangan Alzheimer. Sesungguhnya, banyak proses biologi yang lain telah dikaitkan dengan kajian genetik dan ini tidak mungkin saling eksklusif. Dengan penambahan faktor gaya hidup dan faktor risiko alam sekitar, Alzheimer sangat kompleks. Walau bagaimanapun, dengan memahami pelbagai mekanisme yang terlibat, kita boleh mula mengenal pasti potensi sasaran untuk rawatan. Sama seperti teka-teki jigsaw, kami menggunakan maklumat genetik sebagai potongan sudut untuk membina gambaran yang lebih jelas tentang penyakit secara menyeluruh.
Tentang Pengarang
Anna Burt, Penyelidik PhD, Universiti Cardiff
Artikel ini pada asalnya diterbitkan pada Perbualan. Membaca artikel asal.
Buku berkaitan:
at InnerSelf Market dan Amazon
