Wir sind der Suche nach einem Zusammenhang zwischen Alzheimer und zirkadianen Rhythmen gerade näher gekommen

(Juan Gaertner/Getty Images)

Lange bevor Alzheimer Wenn eine Krankheit diagnostiziert wird, beginnen sich ehemals vertrauenswürdige Proteine ​​im Gehirn zu verknoten, ein Prozess, der durch schlechten Schlaf beschleunigt werden kann.

Jetzt haben Wissenschaftler einen möglichen Mechanismus aufgedeckt, der Störungen im zirkadianen Rhythmus und den Aufbau von Proteinen im Zusammenhang mit der Alzheimer-Krankheit miteinander verbindet, indem sie den rhythmischen Betrieb von Immunzellen untersuchten und die molekularen „Timer“ fanden, die sie steuern.

Tagesrhythmus sind die täglichen Rhythmen der Körperfunktionen, die an unsere natürliche innere Uhr gebunden sind, auf Lichteinwirkung reagieren und unseren Schlaf-Wach-Rhythmus steuern.



Schlechte Schlafgewohnheiten können den zirkadianen Rhythmus aus dem Gleichgewicht bringen (Alter und Stress helfen auch nicht) und unregelmäßiger Schlaf würde bedeuten, dass die Immunzellen weniger Zeit hätten, das Gehirn von Abfallprodukten zu reinigen, die sich im Laufe des Tages ansammeln.

Schlafstörungen, die Jahre vor dem Auftreten von Symptomen beginnen, werden mit a in Verbindung gebracht größeres Risiko an der Alzheimer-Krankheit, der häufigsten Form der Demenz, zu erkranken schwerwiegendere Symptome .

Es wurde lange angenommen, dass im Laufe der Zeit Klumpen fehlgefalteter Proteine ​​– darunter eines namens Amyloid-Beta – entstehen. sammeln sich im Gehirn an kann die Alzheimer-Krankheit verursachen, eine neurologische Erkrankung, die durch Gedächtnisverlust und langsamen kognitiven Verfall gekennzeichnet ist.

Tägliche Schwankungen In der Liquor cerebrospinalis gesunder Erwachsener wurden erhöhte Amyloid-Beta-Werte festgestellt, diese Schwankungen scheinen jedoch mit zunehmendem Alter gestört zu werden, dem größten Risikofaktor für die Alzheimer-Krankheit.

Den direkten Zusammenhang zwischen dem zirkadianen Rhythmus und der Aktivität von Immunzellen, die mit der Reinigung von Amyloidproteinen betraut sind, konnten Wissenschaftler bisher jedoch nicht herstellen.

In dieser neuen Studie untersuchten Forscher unter der Leitung der Biowissenschaftlerin Jennifer Hurley vom Rensselaer Polytechnic Institute Immunzellen, sogenannte Makrophagen, von denen bekannt ist, dass sie im Spätstadium der Alzheimer-Krankheit in das Gehirn wandern. Makrophagen sind Aasfresser, die Abfallprodukte, fehlerhafte Proteine ​​und tote Zellen verschlingen, um toxische Schäden zu verhindern.

In im Labor gezüchteten Zellkulturen, die unter dem Mikroskop beobachtet wurden, gingen diese Immunzellen – die von genetisch veränderten Mäusen mit veränderten zirkadianen Uhren stammten – in einem täglichen Zyklus daran, fluoreszierend markierte Amyloid-Beta-Proteine ​​zu reinigen. Mit steigendem Gehalt an Zelloberflächenproteinen, sogenannten Heparanen, verlangsamte sich die Clearance der Amyloid-Beta-Proteine.

Aber die Immunzellen verloren sofort ihren Rhythmus, als ihre zirkadiane Uhr gestört wurde, was darauf hindeutet, dass Heparane auf der Zelloberfläche und die proteinfressenden Immunzellen, die sie regulieren, unter die zirkadiane Kontrolle geraten.

„Diese Daten verdeutlichen, dass die zirkadiane Regulierung in Immunzellen eine Rolle in der komplexen Beziehung zwischen der zirkadianen Uhr und der Alzheimer-Krankheit spielen könnte“, so das Team schreibt in ihrer Arbeit .

Frühere Untersuchungen haben ergeben, dass bereits eine einzige Nacht schlechten Schlafs zu einer Störung führt Anstieg der Amyloid-Beta-Proteine , und eine Woche schlafloser Nächte führt auch zur Ansammlung eines anderen Proteins namens Tau. Chronische Schlafprobleme können daher zu Problemen führen.

Ob Störungen der zirkadianen Uhr ein ursächlicher Faktor oder eine physiologische Folge der Alzheimer-Krankheit sind, ist jedoch noch unklar.

Bedenken Sie, dass in dieser Studie, die darauf abzielte, mögliche Mechanismen zu untersuchen, die Störungen der zirkadianen Uhr und Proteine ​​der Alzheimer-Krankheit verbinden, Immunzellen aus dem Knochenmark genetisch veränderter Mäuse als Stellvertreter für das, was beim Menschen passiert, verwendet wurden.

„Im Hinblick auf die Art der zirkadianen Störung, die bei AD auftritt, gibt es noch viel zu verstehen“, sagen Verhaltensneurowissenschaftler Andrew Coogan von der University of Ireland und Kollegen schrieb in einer Rezension aus dem Jahr 2013, was immer noch wahr klingt.

Es sollte auch daran erinnert werden, dass Amyloidproteine ​​nicht die einzige Ursache für die Alzheimer-Krankheit sind. Knäuel aus Tau-Proteinen sind die anderen Hauptverdächtigen, die nach der Enttäuschung in den Fokus gerückt sind klinische Versuche Und immer mehr Beweise gegen Amyloid-Beta (Aβ) als Hauptverursacher der Krankheit.

„Obwohl der gezielte Einsatz von Aβ als therapeutische Strategie nur begrenzten Erfolg hatte, wird die Aβ-Akkumulation immer noch als entscheidender Schritt in der AD-Pathogenese angesehen“, so Hurley und Kollegen schreiben .

Andere neuere Forschungsergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass es sich tatsächlich um Amyloidproteine ​​handelt Nachzügler der Krankheit eher als ein früher Auslöser, und schlechter Schlaf ist nicht der einzige Risikofaktor für die Alzheimer-Krankheit.

Dennoch ist es ein guter Schritt, einen möglichen Mechanismus zu identifizieren, der erklären kann, wie Störungen im zirkadianen Rhythmus die Clearance von Amyloidproteinen im Gehirn stören können.

Auf Umwegen unterstützt diese Arbeit andere Forschungsrichtungen, die sich mit sogenannten Chronotherapien befassen, also Interventionen, die darauf abzielen Verbessern Sie die Schlafzyklen der Menschen .

Das Verständnis des zirkadianen Timings von Immunzellen könnte auch Auswirkungen auf andere Erkrankungen haben, die wie die Alzheimer-Krankheit mit Entzündungen verbunden sind, darunter Depression .

„Das Verständnis, wie unser zirkadianer Rhythmus den Heparanspiegel auf der Zelloberfläche regulieren kann, um die Ansammlung von Amyloid-Beta zu kontrollieren, könnte zur Entwicklung von Chronotherapeutika führen, die die Symptome der Alzheimer-Krankheit sowie anderer entzündlicher Erkrankungen lindern“, sagt Hurley sagt .

Die Studie wurde veröffentlicht in PLOS-Genetik .

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