Sarah Cohen, istraživačica Medicinskog fakulteta UNC, i Ian Vindham, bivši dr. student iz laboratorije Cohen, došli su do novog otkrića o apolipoproteinu E (APOE) — najvećem genetskom faktoru rizika za kasnu Alchajmerovu bolest.
Stariji ljudi koji su nasledili genetsku varijantu zvanu APOE4 od svojih roditelja imaju dva ili tri puta veći rizik od razvoja neurodegenerativne bolesti sa kasnim početkom. Ako istraživači mogu bolje da razumeju kako APOE4 utiče na moždane ćelije, to bi im moglo pomoći da osmisle efikasne terapeutike i ciljaju mehanizme koji izazivaju povećan rizik od bolesti.
Koen i Vindham su izveli izuzetno temeljnu, petogodišnju studiju kako bi bolje razumeli i vizuelizovali odnos između APOE4, Alchajmerove bolesti i molekula masti zvanih lipidi u mozgu.
„Otkrili smo da su moždane ćelije poznate kao astrociti podložnije oštećenju i da mogu čak postati nefunkcionalne kada APOE4 okruži njihove centre za skladištenje lipida“, rekao je Koen, docent biologije i fiziologije ćelije i stariji autor u radu objavljenom u Journal of Cell Biologija . „Ovaj mehanizam bi mogao da objasni zašto tačno APOE4 povećava rizik od Alchajmerove bolesti na ćelijskom nivou.“
Šezdeset procenata suve mase mozga sastoji se od lipida, koji igraju važnu ulogu u mozgu, kao što je skladištenje ćelijske energije i formiranje mijelina, koji okružuje i izoluje neurone. Lipidi se mogu naći u specijalizovanim odeljcima za skladištenje masti poznatim kao lipidne kapljice unutar astrocita.
Koliko god bili korisni, lipidi takođe mogu postati toksični ako su uslovi ispravni. Kada su uzbuđeni ili pod stresom, neuroni oslobađaju toksične lipide u okolinu. Astrociti imaju zadatak da očiste slobodno plutajuće toksične lipide i spreče njihovo nagomilavanje u mozgu.
Ako bi astrociti na bilo koji način bili oštećeni ili disfunkcionalni, oni ne mogu obavljati svoje dužnosti čišćenja. Kao rezultat, druge moždane ćelije, nazvane mikroglija, ne mogu da očiste amiloidne beta plakove u mozgu, još jedan pokretački faktor za Alchajmerovu bolest.
APOE proizvode astrociti. Slično kao taksi ili Uber, protein nadgleda oslobađanje i transport lipida između tipova ćelija u mozgu. Vindham i Koen su želeli da vide šta se tačno dešava sa lipidima u astrocitima. Vindham je predvodio napad, stvarajući sistem označavanja i označavanja koji bi im omogućio da vide unutrašnjost astrocita u akciji pod mikroskopom.
„Označavanje APOE zelenim fluorescentnim proteinom omogućilo nam je da vidimo različita mesta gde APOE prolazi dok je unutar živih ćelija“, rekao je Vindham, sada postdoktorski saradnik na Univerzitetu Rokfeler i prvi autor rada.
Tim je prvo hranio astrocite oleinskom kiselinom, omega-9 masnom kiselinom koja se prirodno proizvodi u telu. Koristeći mikroskop, tim je primetio uobičajeno formiranje lipidnih kapljica. APOE4 je, iznenađujuće, prešao na kapljice lipida kao magnet i promenio oblik i veličinu kapljica.
Istraživačima je postalo potpuno jasno da APOE4 može da izbegne sekreciju, da se zaključa unutar astrocita i da migrira do lipidnih kapljica unutar astrocita. Vindham i Koen pretpostavljaju da bi izmenjeni sastav lipidnih kapljica mogao da izazove disfunkciju astrocita i da utiče na sposobnost mikroglije da očisti amiloid beta.
Međutim, potrebno je više istraživanja da bi se znale specifičnosti. Koen se nada da će njihovi nalazi dodatno naglasiti ulogu lipidnih kapljica u Alchajmerovoj bolesti i drugim neurodegenerativnim bolestima.
„U prvom radu Aloisa Alchajmera, on je opisao tri karakteristike neurodegenerativne bolesti: amiloidne beta plakove, tau zamršenosti i akumulacije lipida“, rekao je Koen. „Prva dva su privukla veliku pažnju. Sledeća granica su lipidi. Pošto je APOE najveći genetski faktor rizika, mislimo da on sadrži tragove o tome kako se lipidi uklapaju u priču.“
