Zawartość
- Genetyczne i dziedziczne czynniki ryzyka
- Charakterystyka choroby Alzheimera
- Genetyka 101
- Jak geny wpływają na chorobę Alzheimera
- Genetyka i późny początek
- Genetyka i wczesne początki
- Badania genetyczne
Genetyczne i dziedziczne czynniki ryzyka
W miarę rozwoju nowych odkryć w badaniach nad chorobą Alzheimera naukowcy zaczynają ustalać elementy układanki dotyczące przyczyny. Wiele odkryć naukowych wskazuje na silny związek między chorobą Alzheimera, genetyką i dziedzicznymi czynnikami ryzyka.
Choroba Alzheimera (AD) staje się znana jako złożone zaburzenie „wieloczynnikowe”. Oznacza to, że chociaż naukowcy nie są świadomi tego, jak dokładnie zaczyna się choroba Alzheimera, uważają, że jest ona spowodowana warunkami środowiskowymi w połączeniu z czynnikami genetycznymi (inny sposób opisania wieloczynnikowego zaburzenia).
Charakterystyka choroby Alzheimera
Aby dokładnie zrozumieć, jak genetyka wpływa na chorobę Alzheimera, ważne jest, aby znać niektóre podstawowe fakty dotyczące procesu chorobowego. Naukowcy wiedzą, że choroba Alzheimera charakteryzuje się rozwojem nieprawidłowych białek, takich jak:
- Płytki amyloidowe: charakterystyczny objaw choroby Alzheimera w mózgu. Płytki amyloidowe to nieprawidłowe fragmenty białek (zwane beta-amyloidami), które zlepiają się ze sobą i tworzą płytki toksyczne dla neuronów (komórek nerwowych).
- Sploty neurofibrylarne (sploty tau): nieprawidłowe struktury w mózgu spowodowane chorobą Alzheimera, które zawierają rodzaj białka zwanego tau. Zwykle tau wspiera struktury zwane mikrotubulami. Mikrotubule służą do transportu składników odżywczych z jednej części komórki nerwowej do drugiej. Ale w chorobie Alzheimera mikrotubule zapadają się (z powodu zniekształcenia ich struktury) i nie są już w stanie przenosić składników odżywczych niezbędnych do normalnego funkcjonowania neuronów.
Zarówno blaszki amyloidowe, jak i sploty neurofibrylarne zakłócają zdolność impulsów nerwowych do przemieszczania się z jednego neuronu (komórki mózgowej) do drugiego. Ostatecznie oba typy nieprawidłowych białek (sploty tau i beta-amyloid) powodują śmierć neuronów. Powoduje to utratę pamięci, zaburzenie zdolności myślenia i ostatecznie prowadzi do demencji.
Istnieją zasadniczo dwa rodzaje choroby Alzheimera, w tym choroba Alzheimera o wczesnym i późnym początku. Każdy typ AZS ma podłoże genetyczne lub predyspozycje genetyczne (ryzyko).
Genetyka 101
Aby dokładnie zrozumieć genetyczne i dziedziczne czynniki ryzyka choroby Alzheimera, ważne jest, aby zapoznać się z niektórymi powszechnymi terminami genetycznymi, takimi jak:
- Dziedziczna choroba: mogą być przekazywane z pokolenia na pokolenie
- Choroba genetyczna: może być dziedziczna lub nie, ale choroba genetyczna jest zawsze wynikiem zmiany genomu
- Genom: kompletny zestaw DNA danej osoby, który jest zawarty w każdej komórce ciała. Genom jest jak plan zawierający instrukcje dotyczące tworzenia i utrzymywania funkcji każdej komórki (organu i tkanki) w ciele.
- Gen: fragment dziedzicznej informacji, składający się z DNA, który jest przekazywany z rodziców na ich dzieci. Geny mają ustaloną pozycję, zorganizowaną w jednostki zwane chromosomami. Instruują komórkę w zakresie zadań, takich jak funkcjonowanie, wytwarzanie białek i naprawa.
- Białko: wykonane zgodnie z instrukcjami zawartymi w informacji genetycznej - wszystkie komórki organizmu potrzebują białka do funkcjonowania. Białko określa strukturę chemiczną (cechy) komórki, a komórki tworzą tkanki i narządy w organizmie. Dlatego białko determinuje cechy organizmu.
- DNA (kwas dezoksyrybonukleinowy): substancja chemiczna tworząca cząsteczkę podwójnej helisy, która koduje informację genetyczną. DNA ma dwie ważne właściwości: może tworzyć swoje kopie i może przenosić informacje genetyczne.
- Chromosom: zwarta struktura (zawarta w jądrze komórki) obejmująca długie fragmenty DNA, które są ciasno zwinięte w pakiet. Dzięki temu DNA zmieści się w komórce. Chromosomy zawierają tysiące genów, które przenoszą informacje genetyczne. Ludzie mają łącznie 46 chromosomów (23 od ojca i 23 od matki). Mając dwa zestawy chromosomów, potomstwo dziedziczy dwie kopie każdego genu (w tym jedną kopię od każdego z rodziców).
- Mutacja genetyczna: trwała zmiana w genie, która może powodować chorobę i może być przekazana potomstwu. Rodzinna choroba Alzheimera o wczesnym początku obejmuje mutacje genów na określonych chromosomach, numer 21, 14 i 1.
- Wariant genu:każdy genom człowieka (kompletny zestaw DNA) zawiera ich miliony.Warianty mają wpływ na indywidualne cechy (takie jak kolor włosów i oczu). Kilka wariantów zostało powiązanych z chorobą, ale większość wariantów nie jest w pełni zrozumiała pod względem wpływu, jaki wywierają.
- Gen apolipoproteiny E (APOE): gen, który bierze udział w tworzeniu białka, które pomaga przenosić cholesterol (i inne tłuszcze) i witaminy w całym organizmie (w tym w mózgu). Istnieją trzy typy genów APOE; wariant genu APOE4 stanowi główny znany czynnik ryzyka choroby Alzheimera o późnym początku. Znajduje się na chromosomie 19.
Jak geny wpływają na chorobę Alzheimera
Geny dosłownie kontrolują każdą funkcję w każdej komórce ludzkiego ciała. Niektóre geny określają cechy ciała, takie jak kolor oczu lub włosów. Inni zwiększają (lub zmniejszają) prawdopodobieństwo wystąpienia choroby.
Zidentyfikowano kilka genów powiązanych z chorobą Alzheimera. Niektóre z tych genów mogą zwiększać ryzyko zachorowania na chorobę Alzheimera (nazywane są one genami ryzyka). Inne geny, z których większość jest rzadka, gwarantują rozwój choroby. Nazywa się to genami deterministycznymi.
Medycyna precyzyjna
Naukowcy pilnie pracują nad identyfikacją mutacji genetycznych wywołujących chorobę Alzheimera w nadziei na odkrycie zindywidualizowanych metod zapobiegania lub leczenia tej choroby. To podejście jest określane jako „medycyna precyzyjna”, ponieważ bada indywidualną zmienność genów danej osoby, a także jej styl życia (dieta, socjalizacja i nie tylko) oraz środowisko (narażenie na zanieczyszczenia, toksyczne chemikalia, uszkodzenie mózgu i inne czynniki).
Mutacje genetyczne i choroby
Choroby są często powodowane przez mutacje genetyczne (trwała zmiana jednego lub więcej określonych genów). W rzeczywistości istnieje ponad 6000 zaburzeń genetycznych charakteryzujących się mutacjami w DNA, według rządu stanu Wiktoria.
Kiedy mutacja genetyczna, która powoduje określoną chorobę, jest dziedziczona po rodzicu, osoba, która odziedziczy tę mutację genu, często choruje.
Przykłady chorób spowodowanych mutacją genu (dziedziczne zaburzenia genetyczne) obejmują:
- Anemia sierpowata
- Mukowiscydoza
- Hemofilia
- Rodzinna choroba Alzheimera o wczesnym początku
Należy zauważyć, że rodzinna choroba Alzheimera o wczesnym początku spowodowana mutacją genu jest rzadka i obejmuje bardzo mały segment osób, u których zdiagnozowano AD.
Genetyka i późny początek
Choroba Alzheimera o późnym początku
Jednym z genów, który jest silnie powiązany z wariantem genu (zmianą), która zwiększa ryzyko późnej choroby Alzheimera, jest gen APOE4. Kiedy zmiana w genie zwiększa ryzyko choroby, a nie ją powoduje, określa się to jako genetyczny czynnik ryzyka. Chociaż nie jest jasne, w jaki sposób APOE4 zwiększa ryzyko zachorowania na AD, naukowcy uważają, że ryzyko to jest związane z kombinacją czynników, w tym środowiskowych, stylu życia i czynników genetycznych.
Czynniki środowiskowe obejmują takie rzeczy, jak palenie lub narażenie na inne rodzaje substancji toksycznych. Czynniki związane ze stylem życia obejmują dietę, ćwiczenia, socjalizację i nie tylko. Jeśli chodzi o czynniki genetyczne, naukowcy nie znaleźli konkretnego genu, który bezpośrednio powoduje późną postać choroby Alzheimera, ale wiedzą, że gen APOE4 zwiększa ryzyko zachorowania na chorobę Alzheimera o późnym początku.
Co to jest allel?
Allel jest odmianą genu. W momencie poczęcia zarodek otrzymuje allel genu od matki i allel genu od ojca. Ta kombinacja alleli decyduje o cechach genetycznych, takich jak kolor oczu lub włosów. Gen APOE znajduje się na chromosomie nr 19 i ma trzy wspólne allele, w tym:
- APOE-e2: rzadki allel, który, jak się uważa, zapewnia pewną ochronę przed chorobą Alzheimera
- APOE-e3: allel uważany za neutralny pod względem ryzyka choroby Alzheimera, jest to najpowszechniejszy allel genu APOE
- APOE-e4: trzeci allel, który został zidentyfikowany jako zwiększający ryzyko zachorowania na chorobę Alzheimera o późnym początku. Osoba może mieć zero, jeden lub dwa allele APOE4 (nie dziedzicząc żadnego po swoich rodzicach, jeden allel od jednego z rodziców lub jeden allel od każdego z rodziców).
Należy zauważyć, że nie każdy z allelem APOE4 zachoruje na chorobę Alzheimera. Może to wynikać z faktu, że oprócz związku genetycznego z chorobą zaangażowanych jest wiele czynników, takich jak czynniki środowiskowe i styl życia.
Dlatego osoba, która odziedziczy allel APOE4 genu, nie ma pewności, że zachoruje na chorobę Alzheimera. Z drugiej strony, wiele osób, u których zdiagnozowano AD, nie ma genu w postaci APOE4.
Inne geny związane z chorobą Alzheimera o późnym początku
Według Mayo Clinic kilka innych genów oprócz genu APOE4 zostało powiązanych ze zwiększonym ryzykiem późnego początku choroby Alzheimera. Obejmują one:
- ABCA7: dokładny sposób, w jaki bierze udział w zwiększonym ryzyku AD, nie jest dobrze znany, ale uważa się, że ten gen odgrywa rolę w sposobie wykorzystania cholesterolu przez organizm
- CLU: odgrywa rolę w usuwaniu beta-amyloidu z mózgu. Normalna zdolność organizmu do usuwania amyloidu jest niezbędna w zapobieganiu chorobie Alzheimera.
- CR1: gen ten powoduje niedobór białka, który może przyczyniać się do zapalenia mózgu (kolejny objaw silnie powiązany z chorobą Alzheimera)
- PICALM: gen ten jest zaangażowany w metodę komunikacji neuronów między sobą, promując zdrowe funkcjonowanie komórek mózgowych i efektywne tworzenie wspomnień
- PLD3: rola tego genu nie jest dobrze poznana, ale wiąże się ze znacznym wzrostem ryzyka wystąpienia AD
- TREM2: gen ten odgrywa rolę w regulowaniu odpowiedzi mózgu na stan zapalny. Uważa się, że warianty TREM2 zwiększają ryzyko AD.
- SORL1: odmiany tego genu na chromosomie 11 mogą być powiązane z chorobą Alzheimera
Genetyka i wczesne początki
Drugi typ choroby Alzheimera, zwany chorobą Alzheimera o wczesnym początku, występuje u osób w wieku od 30 do 60 lat.
Jedna z postaci choroby Alzheimera o wczesnym początku, zwana rodzinną chorobą Alzheimera o wczesnym początku (FAD), jest dziedziczona od rodzica przez coś, co określa się jako wzorzec autosomalny dominujący. Oznacza to, że wystarczy jeden rodzic, aby przekazać wadliwą kopię genu, aby dziecko mogło rozwinąć chorobę. Mutacja genu, która powoduje FAD o wczesnym początku, jest jedną z kilku mutacji występujących na chromosomach 21, 14 i 1.
Według National Institute on Aging, kiedy matka lub ojciec dziecka są nosicielami mutacji genetycznej powodującej wczesną FAD, dziecko ma 50% szans na odziedziczenie mutacji. Następnie, jeśli mutacja zostanie odziedziczona, istnieje bardzo duże prawdopodobieństwo, że u dziecka w okresie dorastania rozwinie się rodzinna choroba Alzheimera o wczesnym początku.
Uwaga, chociaż uważa się, że choroba Alzheimera o wczesnym początku występuje w 5% wszystkich przypadków AD, według Mayo Clinic genetyczna postać wczesnej choroby Alzheimera (wczesna FAD) występuje u zaledwie 1% osób, u których zdiagnozowano tę chorobę. Innymi słowy, niektóre przypadki wczesnej choroby Alzheimera nie są powiązane genetycznie.
FAD o wczesnym początku może być spowodowany jedną z kilku mutacji genów na chromosomach 21, 14 i 1, obejmujących geny zwane:
- Białko prekursorowe amyloidu (APP)
- Presenilina 1 (PSEN1)
- Presenilina 2 (PSEN2)
Wszystkie te mutacje powodują powstawanie nieprawidłowych białek i uważa się, że odgrywają rolę w tworzeniu blaszek amyloidowych - charakterystycznym objawie choroby Alzheimera.
Badania genetyczne
Testy genetyczne są często wykonywane przed przeprowadzeniem badań nad chorobą Alzheimera. Pomaga to naukowcom identyfikować osoby z mutacjami genów lub odmianami związanymi z chorobą Alzheimera. Pomaga to również naukowcom zidentyfikować wczesne zmiany w mózgu u uczestników badania, mając nadzieję na umożliwienie naukowcom opracowywania nowych strategii zapobiegania chorobie Alzheimera.
Ponieważ istnieje tak wiele czynników innych niż genetyka, które wpływają na to, czy dana osoba zachoruje na chorobę Alzheimera o późnym początku, czy też nie, testy genetyczne nie pozwalają dokładnie przewidzieć, kto zostanie zdiagnozowany z AD, a kto nie.
Z tego powodu nie zaleca się, aby ogół populacji szukał testów genetycznych wyłącznie z tego powodu. Może to stanowić bardziej niepotrzebne zmartwienie niż faktyczne przewidywanie ryzyka.
Słowo od Verywell
Przed podjęciem decyzji o przeprowadzeniu badań genetycznych ważne jest, aby porozmawiać z lekarzem, aby uzyskać solidną poradę medyczną. Wyniki testów genetycznych w kierunku choroby Alzheimera są trudne do interpretacji. Istnieje również wiele firm, które nie mają kompetencji medycznych w przeprowadzaniu testów genetycznych lub które nie oferują solidnych porad dotyczących interpretacji testów genetycznych.
Jeśli dana osoba ma genetyczne predyspozycje do choroby Alzheimera i zostanie poddana testom genetycznym, może to wpłynąć na jej uprawnienia do uzyskania pewnych rodzajów ubezpieczenia, takich jak ubezpieczenie na wypadek niezdolności do pracy, ubezpieczenie na życie lub ubezpieczenie na wypadek opieki długoterminowej. Rozmowa z lekarzem prowadzącym jest najlepszym pierwszym krokiem do rozważenia możliwości przed przystąpieniem do testów genetycznych.
Badania genetyczne w kierunku raka piersi