Białko kojarzone z chorobą Alzheimera powiązane także ze zdolnościami poznawczymi

Wiadomo już, że mutacje w genie odpowiedzialnym za białko prekursorowe amyloidu (APP) uczestniczą w rozwoju choroby Alzheimera (AD). W nowym artykule, opublikowanym niedawno w czasopiśmie Journal of Alzheimer’s Disease, bazującym po części na wynikach dofinansowanego ze środków UE projektu AGGRESSOTYPE, opisano po raz pierwszy powiązania pomiędzy tymi wariantami białka a zdolnościami poznawczymi w wieku dziecięcym.

W ramach opisanych badań obserwowano konkretnie powiązanie między genem APP a inteligencją niewerbalną (PIQ). Uważa się, że PIQ odzwierciedla inteligencję płynną, odnoszącą się do rozwiązywania problemów i zdolności rozumowania bazującej na pamięci krótkotrwałej, w przeciwieństwie do tzw. inteligencji skrystalizowanej, która oznacza zdobytą wiedzę. Prace te stawiają pytania o rolę białka w neuroplastyczności i późniejszych zaburzeniach poznawczych.

Znaczenie neuroplastyczności dla kondycji poznawczej

Komunikacja między komórkami mózgu odbywa się za pośrednictwem synaps, które zawierają
wyspecjalizowane białka. Funkcje intelektualne i poznawcze bazują na tej sieci neuronowej i utrzymywaniu przez nią adaptacyjności, zwanej neuroplastycznością. Mutacje w niektórych białkach synaptycznych mogą prowadzić do dysfunkcji mózgu i zaburzeń, takich jak epilepsja czy autyzm.

W ramach omawianych badań naukowcy skoncentrowali się na klastrze genów zwanych kompleksem ARC ze względu na ich powiązanie z białkiem cytoszkieletowym Arc. Wiadomo, że białko Arc, jego regulatory i interaktory, wspomagają neuroplastyczność. Jednakże geny z kompleksu ARC powiązano też z kilkoma chorobami ograniczającymi zdolności poznawcze, przede wszystkim z chorobą Alzheimera. Badania oparły się więc na hipotezie, że kompleks ARC może być ważną determinantą zdolności poznawczych przez całe życie, jak również związanej z wiekiem demencji.

W trakcie badań naukowcy zanalizowali wyniki testów IQ oraz markery genetyczne 5165 dzieci z kohorty Avon Longitudinal Study of Parents and Children. Następnie zbadali zmienność sekwencji DNA 17 008 osób dorosłych z AD i 37 154 zdrowych osób dorosłych. Uwzględnili też dane genetyczne 112 151 dorosłych zbadanych pod kątem funkcji poznawczych.

Przemierzanie szlaków od molekuł do zachowania

Badania rzeczywiście dowiodły, że zmienność sekwencji DNA w genie kodującym białko APP związana jest z płynną inteligencją dzieci. W przypadku dorosłych ta sama zmienność została skojarzona z AD. Dodatkowo genetyczna zmienność w genie APP wydaje się być skorelowana ze sprawnością przetwarzania informacji (wyrażoną czasem reakcji). Znany jest fakt, że APP koduje białko, z którego budowane są blaszki amyloidowe czyli pozakomórkowe osady w substancji szarej mózgu, uważane za charakterystyczny objaw AD. Nie wiadomo jednak, jak płytki wpływają na funkcje mózgu i czy same prowadzą do AD.

Zespół badawczy określił swoje prace jako „rozpoznawcze” i zachęca do dalszych badań celem dokładniejszego poznania oddziaływania zmienności APP na funkcje poznawcze
w ciągu całego życia człowieka. Istnieje nadzieja, że lepsze poznanie etiologii przełoży się ostatecznie na terapie dysfunkcji poznawczych, takich jak AD.

Celem projektu AGGRESSOTYPE (Aggression subtyping for improved insight and treatment innovation in psychiatric disorders), który wspomógł niektóre prace w ramach omawianych badań, było zbadanie biologicznych podstaw agresji ze szczególnym uwzględnieniem zaburzeń wieku dziecięcego, takich jak ADHD (zespół nadpobudliwości psychoruchowej). Potrzebne jest podejście wielowymiarowe, które obejmie wiedzę genetyczną, obrazowanie mózgu, epigenetykę oraz analizy kognitywne i behawioralne.

Partnerzy projektu chcą stworzyć algorytmy do przewidywania agresji oraz opcje terapeutyczne, nie tylko farmakologiczne, lecz także inne, takie jak biologiczne sprzężenie zwrotne. Szacuje się, że psychiczne zaburzenia związane z agresją dotykają 5 milionów dzieci i nastolatków w UE i generują w systemie opieki zdrowotnej koszty na poziomie ponad sześciu miliardów euro rocznie.

Więcej informacji:
witryna projektu