Alzheimerova choroba možná poškozuje už embryo, ale dopady se projeví teprve o desítky let později, zněla jedna z hypotéz o původu nemoci. Tým vědců z Pařížského mozkového institutu pro ni teď našel první náznaky důkazů.
Výsledky výzkumu ukazují, že protein APP, který souvisí s Alzheimerovou nemocí, má důležitou roli při vývoji člověka. Zpožďuje totiž nástup neurogeneze – procesu, při kterém se kmenové buňky dělí do různých linií buněk nervových.
Jemné narušení tohoto mechanismu může u některých lidí způsobit zranitelnost, která se projeví až v dospělosti, po celých desetiletích biologického stresu. Alzheimerova choroba by se pak v těchto případech dala považovat za nervovou poruchu s výjimečně pozdním nástupem. Studie vyšla v časopise Science Advances.
V mozkové kůře začíná tvorba nervových buněk z kmenových buněk u plodu od pátého týdne těhotenství a do konce 28. týdne už je v podstatě dokončená. Jedná se o složitý proces s přesně vyladěnými mechanismy. „U člověka trvá neurogeneze ve srovnání s jinými živočišnými druhy obzvlášť dlouho,“ vysvětluje Khadijeh Shabaniová, která výzkum vedla. Nervové buňky přitom zůstávají delší dobu nerozlišené, až později se mění v různé druhy, které pak tvoří náš mozek.
Až doposud vědci o celém tomto nesmírně složitém procesu věděli jen velice málo. A současně jim chyběly informace o tom, jestli se ve výjimečně dlouhé době, kdy probíhá, nemohou objevit nějaké drobné chyby, jež se při procesu utváření mozku „usadí“ a na světlo vyjdou teprve mnohem později.
Porovnávání buněk
„Zajímal nás amyloidní prekurzorový protein neboli APP, který se silně projevuje v průběhu vývoje nervového systému,“ popisují autoři. „Vznikají známé peptidy, jež jsou spojené s umíráním neuronů, které pozorujeme u Alzheimerovy choroby. Předpokládáme proto, že APP může hrát ústřední roli v raných stádiích nemoci.“
U mnoha živočišných druhů se APP podílí na různých biologických procesech, například na opravě mozkových poruch nebo na řízení buněčné odpovědi po nedostatku kyslíku. To se vědělo už dlouho, ale v této práci se vědci podívali na to, jak je tomu u lidí.
Ke sledování APP během vývoje lidského mozku použili vědci data získaná z plodu v deseti týdnech a poté v osmnácti týdnech těhotenství. Zjistili, že protein se nejprve projevoval v šesti typech buněk, o několik týdnů později pak už nejméně v šestnácti.
Poté badatelé využili techniku genetických nůžek CRISPR-Cas9 k vytvoření nervových kmenových buněk, v nichž APP nepůsobil. Tyto geneticky modifikované buňky pak porovnali s buňkami získanými od živých embryí.
„Tohle srovnání nám poskytlo cenné údaje,“ vysvětluje Shabaniová. „Pozorovali jsme, že když chybí APP, produkují nervové kmenové buňky mnohem více neuronů a rychleji.“ Konkrétně tým ukázal, že APP se podílí na dvou jemně vyladěných genetických mechanismech. Působením na tyto dvě páky je APP schopen řídit načasování vývoje mozkových buněk.
Rané náznaky choroby
Zatímco u lidí ztráta APP silně urychluje neurogenezi mozku, u hlodavců tomu tak není. „Role tohoto proteinu je u myší zanedbatelná, zatímco u našeho druhu je pro vývoj mozku zásadní: aby náš mozek získal konečnou podobu, musí se v něm po velmi dlouhou dobu a podle určitého plánu vytvářet obrovské množství neuronů. Abnormality související s APP by mohly způsobit předčasnou neurogenezi a značný buněčný stres, jehož důsledky by byly pozorovatelné později,“ naznačují vědci.
Tento tým má ještě jednu silnou indicii, která naznačuje, že by mezi problémem s APP během vzniku mozku a pozdější Alzheimerovou nemocí mohla existovat souvislost. Oblasti mozku, ve kterých se objevují rané příznaky Alzheimerovy choroby, totiž také nejdéle dozrávají v dětství a dospívání.
Vědci se domnívají, že klinické příznaky této choroby se objevují až několik desetiletí od doby, kdy začínají mizet některá nervová propojení. Už to by mohlo být důkazem, že jde o dopady velmi raného vývoje.
K potvrzení toho, že APP hraje ústřední roli v neurovývojových poruchách, které připravují půdu pro Alzheimerovu chorobu, budou ale ještě zapotřebí další studie. Pokud by to tak ale bylo, pak by to podle autorů znamenalo, že tyto poruchy vedou ke vzniku mozku, který sice po narození funguje normálně, ale je velmi zranitelný některými vlivy – záněty, toxiny nebo mutacemi, nedostatkem spánku, případně i nevhodnou potravou. Tyto různé stresy mohou potom časem vést k neurodegeneraci. A tak končí Alzheimerem.
