Bisher haben die Wissenschaftler identifiziert 32 Genmutationen assoziiert mit einem erhöhten Risiko der Alzheimer-Krankheit, mit BYU Beitrag zu viele von diesen Entdeckungen. Die Suche nach diesen links ist wichtig, die Grundlagenforschung, aber es ist schon extrem schwierig, genau herauszufinden, wie diese genetischen Varianten auf die menschliche Biologie und tatsächlich ändern Risiko für die Krankheit.
Eine neue interdisziplinäre Studie in“ Scientific Reports „von fünf BYU Professoren und fünf BYU Studenten hat genau das getan, die Entdeckung im Labor die spezifischen Unterschiede, verursacht durch eine gen-mutation verbunden mit Alzheimer-Krankheit. Die Studie stellt einen gewaltigen Schritt näher an der Entwicklung von effektiveren Behandlungen für Patienten mit der neurodegenerativen Krankheit.
„Dies fing an, als ein Schuss im Dunkeln“, sagte führen Autor Scott Weber, BYU professor für Mikrobiologie und Molekularbiologie. „Es gibt viele Leute, die ID-Gene, die mit einem Phänotyp, aber Sie haben nicht erfolgreich charakterisiert, wie Sie funktionieren auf der molekularen Ebene. Es ist ziemlich genial zu sehen, dass dieses Projekt so gut geklappt hat.“
Die Studie dauerte Jahre zu führen, mit dem ersten Autor und den letzten BYU Ph. D. grad Josue Gonzalez arbeitet unter der Anleitung der beiden Weber—deren know-how ist in der molekularen Immunologie und fellow senior Autor John „Keoni“ Kauwe, ein Experte in der Genetik und der Alzheimer-Krankheit. Gonzalez durchgeführt, der Großteil der technischen und komplizierten arbeiten im Labor, die sich auf Jahre der Wissenschaft und der früheren Studien.
Studien haben gezeigt, dass erhöhte Mengen eines bestimmten „Zytokin“ protein in der Gehirn-und Rückenmarks-Flüssigkeit ist verbunden mit einem höheren Risiko von Alzheimer-Krankheit. Dieses protein, genannt CCL2, ist wichtig, denn es spielt eine Rolle in der Rekrutierung von Immunzellen, die auf Seiten Nervenentzündung—die entzündliche Reaktion im Gehirn oder Rückenmark.
Ebenen der CCL2-protein an den Ort der Entzündung verändern sich durch die Art und Weise es bindet an verschiedene Rezeptoren und die Zellen aktiviert. Eine genomische Analyse führte durch Kauwe identifizierten eine genetische mutation in einem dieser Zell-Rezeptoren führte zu erhöhten Konzentrationen von CCL2 zirkulieren in Blut und Liquor.
Durch eine Reihe von Laborexperimenten, die die BYU-Forscher fanden die mutierte version dieses „atypischen chemokin-rezeptor“ ist nicht in der Lage zu binden als auch, um die Alzheimer ‚ s disease-linked immune system proteins, CCL2, normal-Rezeptoren tun.
„Wir haben die Variante Rezeptoren in Frage und legen Sie Sie in die Zellen, um zu sehen, wie gut Sie binden an Zytokine,“ so Weber. „Wir sehen konnten, gab es höhere Niveaus der Entzündung mit der atypischen chemokin-Rezeptoren, was bedeutet, dass Sie nicht loszuwerden, die entzündlichen Zytokin-als auch. Und wie wir wissen, die höheren Ebenen des inflammatorischen Zytokinen (CCL2) bedeutet ein höheres Risiko für Alzheimer.“
Während nur eine Teilmenge der Patienten mit Alzheimer-Krankheit haben diese atypische rezeptor-Variante, diese Arbeit eröffnet neue Möglichkeiten für Wissenschaftler zu verstehen, wie diese Bevölkerung ist mit einem Risiko für erhöhte Nervenentzündung und Alzheimer-Risiko. Und ein besseres Verständnis, wie diese Rezeptoren arbeiten führen könnte, die wirksame Behandlungen, die ein niedrigeres Risiko Faktoren für diese Gruppe.
„Es war spannend zu finden, dass die mutierten rezeptor anders Verhalten als diejenigen, die wir als normal erachten,“ Gonzalez sagte. „Diese Arten von Rezeptoren wurden nicht gut untersucht, und die Kenntnisse, die wir über Sie haben, ist begrenzt. Mit diesem Projekt haben wir gezeigt, dass diese Rezeptoren kann ein Weg, um zu verwalten die Entwicklung von Krankheiten im Zusammenhang mit dem Immunsystem und Nervenentzündung.“
BYU-Professoren Perry Ridge (Fachbereich Biologie), Eric Wilson und Julianne Grose (beide in der Abteilung für Mikrobiologie und Molekularbiologie) auch der guide geholfen hat die Studie durch die Schichten der Bioinformatik, Genetik, Biochemie und Molekularbiologie. Kauwe, sagte die Studie ist eine von nur ein paar Beispiele für sorgfältige biologische Charakterisierung der kausalen Variante, dass die Konten für einen erheblichen Befund in einer groß angelegten statistischen genetische Analyse.
„Wir haben es von big data statistische Analyse und verfolgt Sie den ganzen Weg zurück, um die spezifische biochemische Eigenschaften der genetischen Variante,“ Kauwe sagte. „Wir haben Jahre damit verbracht, den Aufbau der foundation mit unserer Genetik arbeiten, und jetzt mit diesem Manuskript, wir verlegen die ersten Ziegel auf das Fundament.“
Kauwe, die nur benannt, der neue Präsident der BYU-Hawaii, ermitteln zunächst die Verknüpfung zwischen der gen-Variante und das Alzheimer-Risiko mit einer Genom-weiten assoziationsstudie. Gonzalez begann seine Forschung an der BYU als undergrad, gearbeitet hat, in beiden Kauwe Labor und Weber ‚ s lab. Er bereitet sich jetzt auf eine postdoc-Stelle am Van Andel Institute, wo er als Mentor zwei weltweit anerkannte Experten in der Erforschung neurodegenerativer Krankheiten, dres. Rita Guerreiro und José Brás.