Wissenschaftler haben festgestellt, dass Menschen mit der Genvariante APOE4 ein höheres Risiko haben, eine spät einsetzende Alzheimer-Krankheit zu entwickeln als der Rest der Bevölkerung. Forscher haben herausgefunden, dass APOE4 bei Alzheimer-Patienten dreimal häufiger auftritt.
Trotz dieser bahnbrechenden Entdeckung ist wenig über diese Version der APOE bekannt und warum sie einen so großen Einfluss auf das Alzheimer-Risiko haben würde. Das Gen ist im Allgemeinen am Stoffwechsel und am Transport von Fettmolekülen wie Cholesterin beteiligt.
MIT Wissenschaftler haben eine intensive Studie über APOE4 sowie das häufigere Gen APOE3 durchgeführt. Die Studie ergab, dass APOE4 beim Sammeln der Beta-Amyloid-Proteine hilft, die die typischen Plaques im Gehirn von Alzheimer-Patienten verursachen.
"APOE4 beeinflusst jeden von uns untersuchten Zelltyp, um die Entwicklung der Alzheimer-Pathologie, insbesondere der Amyloid-Akkumulation, zu erleichtern." sagt Li-Huei Tsai, Direktor des Picower-Instituts für Lernen und Gedächtnis des MIT und leitender Autor der Studie.
Das Problemgen kann bearbeitet werden, um das Risiko zu verringern.
Die Forscher haben auch erfolgreich experimentiert, um die Alzheimer-Risiken zu beseitigen, indem sie das APOE4-Gen bearbeitet und in die APOE3-Variante umgewandelt haben. Das Gen APOE gibt es in drei Varianten, die als 2, 3 und 4 bekannt sind.
Es bindet an Cholesterin und Lipide in der Zellumgebung und ermöglicht es den Zellen, die Lipide zu absorbieren. Ein Lipid ist ein Biomolekül. Ihre Hauptaufgaben umfassen die Speicherung von Energie, die Signalübertragung und die Funktion als strukturelle Komponenten von Zellmembranen.
Im Gehirn werden Lipide von Zellen produziert, die als Astrozyten bekannt sind. Die Lipide werden mit Hilfe von APOE von Neuronen ausgeschieden und aufgenommen. In einer Umfrage unter der Allgemeinbevölkerung 8 Prozent von Menschen haben APOE2, 78 Prozent haben APOE3 und 14 Prozent haben APOE4.
Diese Statistiken ändern sich jedoch dramatisch bei Menschen mit spät einsetzender nicht familiärer Alzheimer-Krankheit. Nur 4 Prozent haben APOE2, 60 Prozent haben APOE3, während diejenigen mit APOE4 dramatisch zunehmen.
37 Prozent der spät einsetzenden Alzheimer-Patienten tragen diese Version des Gens. "APOE4 ist bei weitem das bedeutendste Risikogen für die spät einsetzende sporadische Alzheimer-Krankheit" Tsai sagt.
"Trotzdem wurde wirklich nicht viel darüber geforscht. Wir haben immer noch keine sehr gute Vorstellung davon, warum APOE4 das Krankheitsrisiko erhöht."
Umfassende Studie untersucht Gendetails
Das MIT-Team wollte herausfinden, warum Menschen mit dem APOE4-Gen einen höheren Gehalt an Amyloidproteinen aufweisen. Die Forscher verwendeten Stammzellen, die von der Haut oder anderen Zelltypen stammen und als pluripotente Stammzellen bezeichnet werden.
Sie stimuliert Diese Stammzellen in drei verschiedene Arten von Gehirnzellen; Neuronen, Astrozyten und Mikroglia. Die Wissenschaftler verwendeten dann das Gen-Editing-System CRISPR / Cas9, um APOE3 in APOE4 umzuwandeln.
Sie konnten die Veränderungen in den Zellen analysieren, da bis auf das APOE-Gen alles andere identisch war. Das Experiment ergab, dass sich in Neuronen Zellen, die APOE3 und APOE4 exprimieren, in der Expression von Hunderten von Genen unterschieden.
Ungefähr 250 Gene gingen in Zellen mit APOE4 zurück und 190 in Zellen. Die Anzahl stieg in Astrozyten an und stieg in Mikroglia noch weiter an. Die Studie zeigte, dass in APOE4-Mikroglia über 1.100 Gene eine verringerte Aktivität zeigten, während 300 aktiver wurden.
Diese Änderungen führten zu einer Leistungsminderung in Zellen, deren Aufgabe es ist, Fremdkörper zu entfernen. In weiteren Experimenten wurde festgestellt, dass sie diese Effekte umkehren können, indem sie CRISPR / Cas9 verwenden, um das APOE4-Gen in Gehirnzellen, die aus induzierten Stammzellen stammen, in APOE3 umzuwandelnvon einem Patienten mit spät einsetzender Alzheimer-Krankheit.
"Wenn Sie das Gen von E4 in E3 umwandeln können, können viele der mit Alzheimer verbundenen Merkmale verringert werden", Tsai sagt . Die vollständigen Details der Studie finden Sie in der Online-Ausgabe von Neuron vom 31. Mai.
Via : MIT News