Naukowcy z Uniwersytetu Columbia zbadali wpływ APOE ε4 na barierę krew-mózg, wykorzystując analizę tkanki mózgowej i płynu mózgowo-rdzeniowego, modele oparte na komórkach macierzystych, organoidy naczyniowe i przedkliniczne modele zwierzęce.
Gen APOE ε4 jest uważany za najczęstszy genetyczny czynnik ryzyka choroby Alzheimera. Statystycznie, około jedna na pięć osób jest jego nosicielem. Jednak obecność genu APOE ε4 nie oznacza automatycznie rozwoju demencji. Naukowcy odkryli wcześniej rzadką mutację w genie FN1, która zmniejsza akumulację fibronektyny i jest związana z ochroną przed neurodegeneracją u nosicieli genu APOE ε4.
Nowe badania wyjaśniają, dlaczego ta ochronna mutacja może mieć taki efekt: niższe poziomy fibroniektyny nie tylko wiążą się z mniejszym ryzykiem choroby, ale także zapobiegają uszkodzeniom bariery krew-mózg, zgodnie ze stroną internetową uniwersytetu.
Wyniki były podobne we wszystkich badanych modelach. APOE ε4 zwiększało poziom fibronektyny i sprzyjało jej gromadzeniu się wokół naczyń krwionośnych mózgu. U myszy z APOE ε4 poziom fibronektyny w mózgu był prawie dwukrotnie wyższy niż u zwierząt z wariantem APOE ε3. Naukowcy zaobserwowali również oznaki uszkodzenia bariery krew-mózg.
Następnie naukowcy sprawdzili, czy fibronektyna była przyczyną uszkodzenia naczyń, czy też jedynie miała z nim związek. W tym celu zwiększyli ilość ludzkiej fibronektyny w astrocytach, które biorą udział w utrzymaniu bariery krew-mózg. Sama ta zmiana wystarczyła, aby uczynić barierę przepuszczalną.
Później zidentyfikowali również mechanizm uszkodzenia. Nadmiar fibronektyny przekazywał nieprawidłowe sygnały do komórek, powodując zaburzenia w systemie czynników wzrostu. Sygnały te są niezbędne do interakcji między astrocytami a komórkami naczyń krwionośnych oraz do utrzymania bariery krew-mózg.
Wyniki analizy tkanek osób chorych na chorobę Alzheimera były zgodne z danymi eksperymentalnymi.
Autorzy badają szereg potencjalnych metod leczenia i profilaktyki neurodegeneracji. Na przykład zapobieganie akumulacji fibronektyny, blokowanie niepożądanych sygnałów molekularnych lub przywracanie czynników wzrostu niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania bariery krew-mózg.
Dwa poprzednie badania zmieniły naszą wiedzę na temat mechanizmów rozwoju choroby Alzheimera.
