Ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе открыли новый генетический фактор риска болезни Альцгеймера путем скрининга ДНК людей, а затем с помощью расширенного типа сканирования для визуализации связей их мозга.
Болезнь Альцгеймера, наиболее частая причина деменции у пожилых людей, разрушает эти связи, на которые мы полагаемся, чтобы поддерживать мышление, эмоции и память. При отсутствии известного лекарства от этой болезни 20 миллионов страдающих болезнью Альцгеймера во всем мире не имеют эффективного лечения. И мы все находимся в опасности: наш шанс заболеть двойником Альцгеймера каждые пять лет после 65 лет.
Исследователи Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе обнаружили общую аномалию в нашем генетическом коде, которая увеличивает риск болезни Альцгеймера. Чтобы найти ген, они использовали новый метод визуализации, который проверяет связи мозга – проводку или схему, передающую информацию. Отключение таких генов риска болезни Альцгеймера (девять из них были задействованы за последние 20 лет) может остановить заболевание на его пути или отсрочить его начало на много лет.
Исследование опубликовано в онлайн-выпуске журнала Proceedings of the National Academy of Sciences от 4 марта.
"Мы обнаружили изменение в нашем генетическом коде, которое увеличивает риск болезни Альцгеймера," сказал старший автор исследования Пол Томпсон, профессор неврологии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и член лаборатории нейровизуализации Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. "Если у вас есть этот вариант в вашей ДНК, ваши мозговые связи слабее. По мере того, как вы становитесь старше, нарушенные мозговые связи повышают риск развития деменции."
По словам Томпсона, исследователи проверили ДНК более тысячи людей, чтобы найти общие "орфографические ошибки" в генетическом коде, который может повысить риск заболевания в более позднем возрасте. Новое исследование было первым в своем роде, которое также дало каждому человеку "сканирование коннектома," специальный тип сканирования, который измеряет диффузию воды в головном мозге, позволяя ученым определять силу связей мозга.
Новое сканирование показывает схему мозга и то, как информация передается по мозгу, чтобы выявить факторы риска заболевания. Затем исследователи объединили эти сканирование подключений с обширным геномным скринингом, чтобы точно определить, что вызывает неисправную проводку в мозге.
Сотни компьютеров, рассчитывая в течение нескольких месяцев, проанализировали более 4000 мозговых связей и весь генетический код, сравнивая паттерны связей у людей с различными генетическими вариациями. У людей, чей генетический код отличался одним специфическим геном, называемым SPON1, были обнаружены более слабые связи между мозговыми центрами, контролирующими рассуждение и эмоции. Ген-изгой также влияет на формирование старческих бляшек в головном мозге – один из признаков болезни Альцгеймера.
"Большая часть вашего риска заболевания заложена в вашей ДНК, поэтому геном – хорошее место для поиска новых мишеней для лекарств," сказал Томпсон, который в 2009 году основал исследовательскую сеть, известную как Project ENIGMA, для объединения сканирований мозга и ДНК 26000 человек со всего мира. "Если мы просканируем ваш мозг и ДНК сегодня, мы сможем обнаружить опасные гены, которые подорвут вашу способность думать и планировать и сделают вас больным в будущем. Если мы найдем эти гены сейчас, больше шансов, что появятся новые лекарства, которые отключат их до того, как вы или ваша семья заболеете."
По словам Томпсона, разработка новых лекарств от болезни Альцгеймера – горячая область для фармацевтических исследований.
Также было обнаружено, что ген SPON1 можно манипулировать для разработки новых методов лечения разрушительного заболевания, отметил Томпсон. Когда ген-изгой был изменен у мышей, это привело к когнитивным улучшениям и уменьшению количества бляшек в головном мозге. У пациентов с болезнью Альцгеймера наблюдается скопление этих старческих бляшек, которые состоят из липкого вещества, называемого амилоидом, и, как считается, убивают клетки мозга, вызывая необратимую потерю памяти и изменения личности.
Скрининг геномов привел к появлению множества новых лекарств для лечения рака, болезней сердца, артрита и заболеваний головного мозга, таких как эпилепсия. Но подход команды UCLA – скрининг геномов и сканирование мозга одних и тех же людей – обещает более быстрый и эффективный поиск.
"С помощью сканирования мозга, которое занимает полчаса, и сканирования ДНК образца слюны, мы можем искать в ваших генах факторы, которые помогают или вредят связям вашего мозга," Томпсон сказал. "Это открывает новые возможности для открытий в медицинской науке."