Biomarker související s Alzheimerem nalezený na zvýšených úrovních u novorozenců

Děti se rodí s vysokou hladinou Alzheimerových proteinů ve svých mozcích

Podle Robert Martone editoval Daisy Yuhas

Alzheimerova choroba je charakterizována určitými klíčovými změnami v mozku. Mezi nimi patří vývoj dvou druhů depozit proteinů: shluky tvořené amyloidní beta a spleti tau.

Tyto změny lze identifikovat několika způsoby. Lékaři a vědci mohou vidět rozsah těchto proteinových depozit v mozku pomocí sofistikované a drahé neuroimagingu. Další diagnostická možnost zahrnuje měření amyloidní beta a určité modifikované formy tau v mozkomíšní tekutině, která obklopuje mozek a míchu, ale shromažďování této tekutiny vyžaduje bederní punkci, kterou mnoho lidí považuje za příliš invazivní.

Nově Schválený test Opatření hladin amyloidní beta a PTAU217, změněné verze tau, která je jedním z markerů Alzheimerovy choroby ve vzorku krve. Od doby, kdy byl tento konkrétní značka identifikován, si vědci uvědomili, že by to mohlo pomoci detekovat „“předklinické Alzheimerova choroba, tj. Přítomnost patologie mozku amyloidní beta před jakýmikoli příznaky. Vědci však nacházejí tento proteinový marker neurodegenerace na neočekávaných místech.

O podpoře vědecké žurnalistiky

Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceněné žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a myšlenkách, které dnes formují náš svět.

Nová studie v časopise Mozková komunikace hlásí, že PTAU217 je zvýšené mezi zdravými novorozenci. Ve skutečnosti měli tito kojenci vyšší úroveň než lidé s Alzheimerovou chorobou. Toto objevováníndikuje, že změny proteinu, které charakterizují tuto devastující poruchu, jsou za určitých okolností reverzibilní – zaznamenávají nové možnosti léčby.

Normální protein tau se podílí na vazbě a stabilizaci sítě proteinů, které dávají neuronu jeho strukturu. Molekuly tau se mohou připevněny k fosfátovým skupinám (molekuly složené z kyslíku a fosforu) procesem zvaným fosforylace. Když k tomu dojde, neuronální struktura, kterou Tau podporuje, může destabilizovat způsoby, které přispívají k vytvoření spleti. Ve skutečnosti je PTAU217 molekula tau, která podstoupila fosforylaci v pozici, kterou vědci volají 217.

V nové studii mezinárodní výzkumný tým měřil hladinu PTAU217 ve vzorcích krve ze dvou skupin zdravých novorozenců a porovnával je s hladinami nalezenými u dospívajících, dospělí ve věku 18 až 25 let a senioři ve věku 70 až 77 let. Žádný z těchto účastníků studie nehlásil žádné kognitivní potíže nebo neprokázal jakékoli hodnoty. Ačkoli neexistovaly žádné významné rozdíly v modifikovaných hladinách TAU mezi dospívajícími a dospělými subjekty, novorozenci měli hladiny PTAU217, které byly více než pětkrát vyšší než u starších skupin.

Výzkumný tým také testoval vzorky krve od „extrémně předčasně narozených“ kojenců, což znamená děti narozené před 28 týdny těhotenství, v průběhu 40 týdnů následovaly s kojenci. V mnoha případech měly tyto děti ještě vyšší hladinu krve PTAU217 než děti narozené v očekávaném datu dodání. Zdálo se, že hladiny PTAU217 se snižovaly, protože obě kojenci předčasně předstíraly a asi 20 týdnů po narození dosáhly hladin zjištěných u zdravých mladých dospělých.

Pro srovnání kojenců s lidmi s Alzheimerovou chorobou vědci testovali další kohortu pro PTAU217. Někteří lidé v této skupině měli Alzheimerovu demenci, jiní měli to, co se nazývá mírné kognitivní poškození Alzheimerova typu (což je někdy předchůdcem nemoci), zatímco jiná skupina bez důkazu demence nebo kognitivního poklesu sloužila jako kontrola. Všechny diagnózy v této sadě účastníků byly potvrzeny invazivním bederním postupem a kognitivním testováním. Vědci zjistili, že lidé s mírným kognitivním poškozením nebo demencí měli hladiny PTAU217, které byly vyšší než jinak zdraví dospělí, ale stále byli méně než polovina toho, co bylo zjištěno u zdravých novorozenců.

Tým navíc zjistil, že celková plazma TAU – nejen modifikovaná forma PTAU217 – byla zvýšena u novorozenců. To je v souladu s dříve studie Vykazující vysokou hladinu celkového tau ve fetálních mozcích s hladinami maxima přibližně čtyři až pět měsíců těhotenství a poté snižování dvounásobného šestého měsíce po narození.

Hodnocení jiných proteinů poskytovalo nuance. Například vědci také našli nižší hladiny amyloidní beta ve vzorcích krve od zdravých novorozenců než u starších účastníků studie. A zvědavě byl protein zvaný neurofilament lehký řetězec, často spojený s poškozením mozku, zvýšen u novorozenců ve srovnání s dospívajícími a dospělými – ale ne tak vysoko jako to, co bylo nalezeno u starších lidí. Toto poslední zjištění u dětí může být vysvětleno vývojovými procesy v novorozeném mozku a lebeční kompresí během narození, které, zejména v případě vaginálního porodu, vede ke zvýšené hladině tohoto proteinu.

Tato zjištění jsou pozoruhodná vzhledem k úzkému spojení mezi PTAU217 a patologií amyloidní beta patologie Alzheimerovy choroby. Vědci také zaznamenali zvýšené PTAU217 u lidí s několika vzácnými neurologickými onemocněními, včetně Creutzfeld-Jkobovy choroby, Niemann-picked onemocnění typu C a amyotrofní laterální sklerózy (lépe známé jako Lou Gehrigova choroba nebo ALS). Kromě toho konkrétní mutace V genu tau zvyšuje hladiny PTAU217. Ačkoli se jedná o poprvé zvýšení alzheimerovy choroby PTAU217 u novorozenců, rozsáhlá fosforylace tau byla dříve hlášena v vývoj mozek. Je důležité, že neexistuje žádný důkaz, že by stejné spleti vznikaly u plodu nebo novorozence navzdory výskytu Podobně modifikované proteiny tau.

Kromě modifikací tau proteinu, jako je fosforylace, existuje také několik známých forem molekuly (izoformy), které se od sebe liší zahrnutím nebo vyloučením specifických úseků proteinové sekvence. Mozek dospělých má obvykle šest izoforem tau, ale plod má zřetelnou izoformu plodu, která může podporovat důležité procesy během vývoje. Je možné, že fetální tau je nějakým způsobem ochranné nebo odolné způsoby, které umožňují dětským mozkům vyhnout se tvorbě spleti spojených s toxickými výsledky u starších dospělých. Tato představa nedokáže plně určit tento bod, avšak částečně proto, že použité metody nediskriminují mezi fetálním tau a dalšími izoformy – bude zapotřebí více výzkumu – je třeba prozkoumat tento možnost.

A stále existují i ​​jiné okolnosti, kdy je hyperfosforylace tau zvrácena. Výzkum s druhy, jako je například zemní veverka ukazuje, že tau hyperfosforylace se vyskytuje v mozku v torpor během hibernace a poté se zvrátí, když se zvířata probudí. Neohroženější experiment zjistil podobné změny v hibernaci černé medvědi. Vědci spekulovali, že fosforylace v tomto kontextu může být ochranná, což v podstatě omezuje buněčnou aktivitu během období metabolického stresu.

V samostatné výzkumné avenue vědci zjistili, že anestezie u myší může vyvolat fosforylaci tau prostřednictvím mechanismů alespoň částečně spojených s podchlazení. Tato změna mozku je obecně reverzibilní Pokud myši nepodstoupí opakovanou anestézii – něco, co by sama o sobě mohla zvýšit riziko Alzheimerovy demence u lidí.

Nový výzkum zdůrazňuje výzvy v porozumění Alzheimerově biologii. Novorozené dítě a šedesátiletý dospělý, který si všimne zapomnění nebo dezorientace, mohou na PTAU217 testovat pozitivní, ale nikdo nebude dojít k závěru, že dítě má Alzheimerovu chorobu. Přesto tam je robustní debata o tom, zda to má smysl definovat Alzheimerova choroba způsoby, které je zdůrazňují Proteinové markery u dospělých, na rozdíl od naklonění hlavně Klinické hodnocení pro diagnostiku. Nové zjištění tuto debatu nevyřeší, ale naznačuje to, že pokračující studium Tau a procesů, které zvrátí jeho nahromadění, může odhalit poznatky, které mohou Alzheimerovy zásahy využít.

Jste vědec, který se specializuje na neurovědu, kognitivní vědu nebo psychologii? A přečetli jste si nedávný recenzovaný papír, o kterém byste chtěli psát pro záležitosti mysli? Zašlete prosím návrhy Vědecký AmeričanEditor Mind Matters Daisy Yuhas dyuhas@sciam.com.

Je čas postavit se za vědu

Pokud se vám tento článek líbil, rád bych požádal o vaši podporu. Vědecký Američan sloužil jako obhájce vědy a průmyslu po dobu 180 let a právě teď může být nejkritičtějším okamžikem v této historii dvou století.

Byl jsem Vědecký Američan Předplatitel od svých 12 let a pomohlo to utvářet způsob, jakým se dívám na svět. Dejte mi vědět Vždy mě vzdělává a potěší a inspiruje pocit úcty pro náš obrovský, krásný vesmír. Doufám, že to také pro vás.

Pokud Přihlaste se k odběru Vědecký AmeričanPomáháte zajistit, aby naše pokrytí bylo soustředěno na smysluplný výzkum a objev; že máme zdroje na podávání zpráv o rozhodnutích, která ohrožují laboratoře po celé USA; a že podporujeme začínající i pracující vědce v době, kdy se hodnota samotné vědy příliš často nerozpoznala.

Na oplátku získáte základní zprávy, Upmasující podcastyBrilantní infografika, zpravodaje nemohu vynechatMust-Watch videa, náročné hrya nejlepší psaní a hlášení vědeckého světa. Můžete dokonce Darujte někomu předplatné.

Nikdy nebylo důležitější čas, abychom se postavili a ukázali, proč věda záleží. Doufám, že nás v této misi podpoříte.