Wat veroorzaakt de ziekte van Alzheimer? Onderzoek bij muizen wijst op zwelling op axonen

amyloïden ontstaan ​​wanneer een aantal eiwitten met elkaar verbonden zijn. Wanneer dit gebeurt, beginnen normale eiwitten zich soms abnormaal te gedragen. Ze verliezen hun normale vorm en “misvouwen” samen, waardoor grotere structuren ontstaan ​​die bekend staan ​​als amyloïde plaques.

Uit eerder onderzoek is gebleken dat er amyloïde plaques kunnen ontstaan overal in het lichaam. Wetenschappers hebben gekoppeld amyloïde plaques die zich verplaatsen naar of optreden in de hersenen tot dementie, waaronder de ziekte van Alzheimer.

Met behulp van een muismodel ontdekten onderzoekers dat elke amyloïde plaque in de hersenen zwelling veroorzaakt in de buurt axonen – de zeer dunne “kabels” die tussen de neuronen van de hersenen lopen.

Daarnaast is de vorming van groepen van lysosomen – organellen waarvan bekend is dat ze cellen helpen afvalproducten kwijt te raken – leidt ook tot axonale zwelling.

Volgens onderzoekers kan informatie, naarmate de zwelling op de axonen toeneemt, niet langer van het ene deel van de hersenen naar het andere gaan, wat waarschijnlijk leidt tot dementie.

“Onze studie toont aan dat de vergroting van de zwellingen cruciaal is voor het veroorzaken van elektrische geleidingsblokkades in axonen,” Dr. Jaime Grutzendler, de Dr. Harry M. Zimmerman en Dr. Nicholas en Viola Spinelli professor neurologie en neurowetenschappen aan de Yale School of Geneeskunde en senior auteur van de studie, vertelde Medisch nieuws vandaag.

Hij legde uit:

“Zwellingen in axonen fungeren als een condensator – vergelijkbaar met elektrische circuits – die fungeert als een elektrische stroomafvoer. Dit verhindert de normale overdracht van elektrische signalen door de axonen, waardoor de communicatie met honderden andere neuronen wordt verstoord.”

“Aangezien elke amyloïde plaque omgeven is door honderden axonen met zwellingen en elk axon is verbonden met honderden andere neuronen en gezien het feit dat er miljoenen amyloïde plaques in de hersenen zijn bij de ziekte van Alzheimer, kun je de wiskunde doen en beseffen dat er een potentiële om miljarden verbindingen in de hersenen te verstoren door dit zwelmechanisme,” voegde Dr. Grutzendler toe.

In de huidige studie identificeerden de onderzoekers ook een potentieel nieuw biomarker gerelateerd aan de ziekte van Alzheimer. PLD3 is een eiwit in lysosomen waarvan wetenschappers zeggen dat het ervoor zorgt dat lysosomen samenklonteren langs het axon van een neuron, waardoor zwelling ontstaat.

Tijdens het onderzoek gebruikten onderzoekers gentherapie om PLD3 te verwijderen uit de neuronen van muizen met een aandoening vergelijkbaar met de ziekte van Alzheimer. Ze ontdekten dat het verwijderen van PLD3 de axonzwelling verlichtte en de neuronfunctie verbeterde.

“We hebben een molecuul in lysosomen geïdentificeerd dat, wanneer het zich in overmaat ophoopt, deze zwellingen groter maakt,” vertelde Dr. Grutzendler MNT.

“Belangrijk is dat wanneer je PLD3 vermindert met gentherapie, de zwellingen worden verminderd en dit leidt tot verbetering van de elektrische geleiding in axonen en tot verbetering van de communicatie tussen verschillende neuronen die via die axonen zijn verbonden,” merkte hij op.

Het onderzoeksteam is van mening dat artsen PLD3 mogelijk kunnen gebruiken als biomarker om het risico op Alzheimer te helpen diagnosticeren, en om een ​​doelwit te vormen voor toekomstige therapieën.

Toen hem werd gevraagd naar de volgende stappen voor dit onderzoek, zei Dr. Grutzendler dat ze door zouden gaan met het doen van rigoureuze studies om beter te begrijpen hoe zwellingen zich in het begin vormen zodra een kleine hoeveelheid amyloïde zich ophoopt.

“Ook belangrijk om te begrijpen hoe zwellingen de elektrische geleiding beïnvloeden,” voegde hij eraan toe. “Wat nog belangrijker is, we zullen onze studies voortzetten [to understand] de verschillende moleculen die betrokken zijn bij de initiële vorming en groei van putten met als doel therapeutische doelen te vinden die uiteindelijk naar mensen kunnen worden vertaald.

MNT sprak ook met Dr. Jennifer Bramen, een senior onderzoeker aan het Pacific Neuroscience Institute in het Providence Saint John’s Health Center in Santa Monica, CA, die niet betrokken was bij deze studie.

Dat zei ze even neurodegeneratie is de algemene reden waarom hersensystemen falen bij de ziekte van Alzheimer, in deze studie presenteren de auteurs ondersteuning voor een niet-neurodegeneratief proces dat zou kunnen bijdragen aan de ziekte van Alzheimer, wat een doelwit voor therapie zou kunnen zijn.

“Een van de kenmerken van de ziekte van Alzheimer zijn verstoorde verbindingen tussen hersengebieden”, legt Dr. Bramen uit. “Amyloïde plaques zijn een kenmerk van de ziekte van Alzheimer.”

“De auteurs beschrijven een manier waarop amyloïde plaques deze verstoring van elektrische signalen tussen hersengebieden kunnen veroorzaken. Dit komt door de axonale zwellingen, die de stroom van elektriciteit in muizen in hun experimenten onderbreken.”

“Als onderzoeker zou ik graag zien dat meer werk reproduceert en voortbouwt op deze bevindingen,” voegde ze eraan toe. “Het belangrijkste is dat ik graag zou zien dat onderzoek deze bevindingen bij mensen ondersteunt.”