• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Powiązanie między zdrowym starzeniem się a chorobami neurozwyrodnieniowymi

    07.10.2011. 18:26
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Międzynarodowy zespół naukowców, częściowo dofinansowywany ze środków unijnych, ujawnił nowe informacje wskazujące na powiązanie zdrowego starzenia się z chorobami neurozwyrodnieniowymi, w tym z chorobą Alzheimera. Badania zostały częściowe wsparte w ramach projektu CLIP (Mapowanie funkcjonalnych interakcji białko-RNA (kwas rybonukleinowy) na potrzeby identyfikacji nowych celów terapii opartej na oligonukleotydach), który otrzymał grant Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERBN) dla początkujących naukowców o wartości 900.000 EUR z budżetu Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE. Grant przyznano na 5 lat do roku 2013. Wyniki badań zostały zaprezentowane w czasopiśmie Genome Research.

    Dwie z najpowszechniej występujących chorób neurozwyrodnieniowych to choroba Alzheimera oraz zwyrodnienie płatów czołowych i skroniowych (FTLD). W toku ostatnich prac naukowcy pracujący pod kierunkiem Laboratorium Biologii Molekularnej Rady Badań Naukowych (MRC) w Wlk. Brytanii zbadali zmiany w ekspresji genów w starzejącym się i chorym mózgu, rzucając nowe światło na biologię normalnego starzenia się i chorób neurozwyrodnieniowych.

    Podczas gdy naukowcy we wcześniejszych badaniach odkryli, jak zmiany w genach są odczytywane lub podlegają ekspresji w mózgu, kiedy zachodzi proces starzenia się i/lub pojawia się choroba neurozwyrodnieniowa, nikt jak dotąd nie porównał bezpośrednio, w ramach jednych badań, zmian ekspresji genów u zdrowo starzejących się osób z tymi, które są dotknięte chorobami.

    Na potrzeby badań zespół ocenił zmiany w ekspresji genów powiązane ze starzeniem się i chorobami w regionie mózgu, o którym eksperci wiedzą, że jest atakowany zarówno przez chorobę Alzheimera, jak i FTLD. Naukowcy porównali próbki pobrane od zdrowych osób w wieku od 16 do 102 lat z próbkami od osób chorych. Zidentyfikowali podobne zmiany w schematach ekspresji genów powiązane ze starzeniem się i chorobami neurozwyrodnieniowymi.

    "Co ciekawe próbki [dotknięte chorobą] zawierały te same zmiany powiązane z wiekiem, co w przypadku zdrowych osób w wieku powyżej 80 lat" - zauważa naczelny współautor, dr Jernej Ule z Laboratorium Biologii Molekularnej MRC.

    Autor naczelny, dr James Tollervey z Laboratorium Biologii Molekularnej MRC, dodaje: "Zmiany związane ze starzeniem się były widoczne u osób chorych już w wieku 50 lat, mniej więcej 25 lat wcześniej niż spodziewalibyśmy się zauważyć podobne zmiany u osób zdrowych."

    Mimo uderzających podobieństw naukowcy odkryli różnice między ekspresją genów w normalnie starzejącym się mózgu a ekspresją w chorobach Alzheimera i FTLD. Było to szczególnie ewidentne w schematach alternatywnego splicingu, w którym części molekuły RNA są odmiennie rozmieszczane, aby skorygować komunikat. Proces ten może ulec deregulacji, co wiąże się ze szkodliwymi konsekwencjami.

    W trakcie normalnego procesu starzenia się geny powiązane z metabolizmem komórkowym jako pierwsze odczuwały zmiany w alternatywnym splicingu. Zmiany chorobowe były zdaniem naukowców powiązane z genami neuronowymi.

    Zaobserwowano modyfikacje w ekspresji kilku genów kodujących białka wiążące RNA, co zdaniem zespołu może wyjaśniać niektóre spostrzeżone zmiany w splicingu.

    Zdaniem naukowców badania te wniosą wkład w dalsze prace nad normalnym starzeniem się i chorobami neurozwyrodnieniowymi. "Odkrycia te wskazują, że badania nad zdrowym starzeniem się mogą pomóc w rozwikłaniu procesów, które prowadzą do neurozwyrodnienia" - zauważa dr Ule.

    Współautor Boris Rogelj z Ośrodka Badań nad Neurozwyrodnieniami MRC przy King's College London powiedział: "Patrząc z drugiej strony, nasze odkrycia wskazują również, że badania nad chorobami neurozwyrodnieniowymi mogą pomóc w zrozumieniu, jak opóźnić zmiany, które zachodzą u zdrowych osób w zaawansowanym wieku."

    Wkład w badania wnieśli również naukowcy ze Słowenii i USA.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Kapitał ludzki: Teoria kapitału ludzkiego powstała w latach 70. XX wieku, została stworzona przez G.S. Beckera na podstawie prac m.in. Schultza. Zakłada ona, że człowiek jest najcenniejszym elementem zasobów przedsiębiorstwa. Wydatki na podwyższenie poziomu kapitału ludzkiego traktuje się w kategoriach czysto ekonomicznych. Inwestycje w ten czynnik, to ogół działań, które wpływają na fizyczny i pieniężny dochód oraz powiększenie zasobów w ludziach. Prowadzą one do zmiany wartości nagromadzonych zdolności pracowników i w efekcie do zmiany jakości. Inwestycje są ściśle powiązane i wzajemnie się warunkują. Ścieżka sygnałowa, transdukcja sygnału w komórce - szereg następujących po sobie procesów biochemicznych w komórce, zapoczątkowanych aktywacją receptora powierzchniowego lub wewnątrzkomórkowego przez sygnał zewnątrzkomórkowy (np. hormon, neuroprzekaźnik). Końcowym efektem tych procesów jest powstanie odpowiedzi komórkowej, którą mogą być np. zmiany w ekspresji określonych genów, zmiany w procesach metabolicznych, podział komórki lub jej apoptoza. Zwyrodnienie ziarnisto-wodniczkowe (ang. granulovacular degeneration, GVD) – zmiany neurodegeneracyjne mające postać wodniczek (wakuoli) z ziarnistościami w cytoplazmie komórek piramidowych formacji hipokampa. Szczególnie predysponowany do GVD jest kwadrant brzuszno-boczny formacji hipokampa. Znaczenie GVD jest niejasne; w jednych badaniach nie stwierdzono wyraźnej korelacji między gęstością tych zmian w mózgowiu czy ich topografią a obrazem klinicznym (wiekiem, obecnością otępienia), w innych stwierdzono predylekcję zmian do regionów H1 i H2 hipokampa oraz korelację między wiekiem i otępieniem a obecnością zmian typu GVD (u osób < 60 roku życia i bez otępienia zmiany były stwierdzane rzadko). W chorobie Alzheimera i chorobie Picka obserwowano więcej zmian typu GVD. Immunohistochemicznie wykazano w GVD obecność α i β-tubuliny, NFP, ubikwityny, kinazy-1α kazeiny (CK1α), kinazy-1δ kazeiny i kinazy-1ε kazeiny. Zaproponowano, że CK1α jest markerem GVD.

    Historia odkrycia i badań nad stwardnieniem guzowatym: Historia odkrycia stwardnienia guzowatego i badań nad tą chorobą liczy dopiero niecałe 200 lat. Stwardnienie guzowate (tuberous sclerosis, tuberous sclerosis complex, TSC) jest rzadką, wielonarządową chorobą genetyczną, w której rozwijają się łagodne guzy mózgu i guzy innych ważnych życiowo narządów: nerek, serca, oczu, płuc i skóry. Zespół objawów może obejmować napady drgawkowe, opóźnienie rozwoju, zaburzenia behawioralne i schorzenia dermatologiczne, a także objawy wynikające z zajęcia płuc i nerek. TSC może być spowodowane mutacją w jednym z dwóch genów: TSC1 i TSC2 , kodujących, odpowiednio, hamartynę i tuberynę. Oba geny należą do genów supresorowych (antyonkogenów), gdyż funkcją kodowanych przez nie białek jest regulacja cyklu komórkowego i procesu różnicowania komórek. W przeszłości zachorowania na tę chorobę traktowano jak ciekawe przypadki kazuistyczne; obecnie, badaniom nad patogenezą TSC przypisuje się istotne znaczenie w poznawaniu procesu nowotworzenia i supresji nowotworów. Historia badań nad przewlekłą obturacyjną chorobą płuc – przewlekła obturacyjna choroba płuc jest poważnym problemem medycznych. Jest to choroba przewlekła i nieuleczalna. Szacuje się, że ponad 10% osób w wieku >40 lat jest dotkniętych tą chorobą. Jest ona związana głównie z paleniem tytoniu, ale inne czynniki, w tym również genetyczne, biorą w udział w patogenezie. Poniżej przedstawiono zarys badań, które na przestrzeni lat doprowadziły do lepszego poznania i zrozumienia mechanizmów POChP.

    Kontrola translacji białek – jeden z mechanizmów regulacji ekspresji genów, który odbywa się na poziomie syntezy białek po zakończeniu transkrypcji i obróbki post-transkrypcyjnej matrycowego RNA, przed obróbką post-translacyjną białek. Poziom białka w komórce zwykle nie koreluje z ilością odpowiadającego mu matrycowego transkryptu, co zwykle objawia się zwiększeniem (kontrola pozytywna) lub zmniejszeniem (kontrola negatywna) liczby kopii białka przypadających na jedną kopię mRNA. Przyczyną obserwowanego efektu zmiany wydajności syntezy białek jest wymieniona powyżej kontrola translacji, która obok innych mechanizmów regulacji ekspresji genów takich jak:
    a) metylacja wysp CpG promotorów genów,
    b) kondensacja chromatyny (zależna od acetylacji, metylacji, fosforylacji, rybozylacji i ubikwitynacji histonów),
    c) kontrola transkrypcji,
    d) kontrola dojrzewania RNA (składania transkryptu pierwotnego),
    e) modyfikacje post-transkrypcyjne sekwencji mRNA,
    f) kontrola transportu RNA z jądra do cytoplazmy,
    g) kontrola stabilności i aktywności białka (modyfikacje post-translacyjne tj. glikozylacja, fosforylacja, ubikwitynacja), decyduje o końcowej ilości białka w komórce. Europejska Rada ds. Badań Naukowych (ERBN, ang. European Research Council, ERC) – niezależna instytucja mająca na celu wspieranie wysokiej jakości badań naukowych poprzez wspieranie najlepszych naukowców, inżynierów i pracowników akademickich, niezależnie od dziedziny badań. Działa w ramach siódmego programu ramowego Unii Europejskiej w dziedzinie badań naukowych. Ustanowiona w lutym 2007 roku na mocy decyzji Rady 2006/972/WE (Dz. Urz. UE L 400 z 19.12.2006).

    World Values Survey - projekt badawczy o zasięgu globalnym, którego głównym przedmiotem zainteresowania są wartości i przekonania, ich zmiany zachodzące w czasie i wpływ, jaki wywierają na życie społeczne i polityczne. Badania prowadzone są przez sieć naukowców działających na całym świecie, która od 1981 r. przeprowadziła szereg badań w niemal 100 krajach. Obecnie World Values Survey pozostaje głównym źródłem danych empirycznych na temat postaw, w tym wyznawanych wartości i przekonań, blisko 90% światowej populacji. Nerwiakowłókniakowatość typu 1 (neurofibromatoza typu 1, choroba von Recklinghausena, zespół Recklinghausena, ang. neurofibromatosis type I, NF1) – choroba genetyczna o dziedziczeniu autosomalnym dominującym, należąca do grupy fakomatoz. W obrazie klinicznym choroby występują zmiany skórne, oczne, guzy wewnątrzczaszkowe i inne nowotwory o lokalizacji pozaczaszkowej, a także zmiany kostne. Ze względu na dużą zmienność objawów klinicznych nierzadko rozpoznanie choroby jest opóźnione w przypadkach o łagodnej ekspresji. Nerwiakowłókniakowatość typu 1 spowodowana jest mutacją w genie NF1 kodującym neurofibrominę 1. Choroba ta jest nieuleczalna.

    Geny kodujące białka mechanizmów naprawy DNA człowieka: DNA komórki jest stale narażone na czynniki uszkadzające. Sprawnie działające mechanizmy naprawy DNA funkcjonują w komórkach organizmów zarówno prokariotycznych jak i eukariotycznych. Badania genomu ludzkiego pozwoliły zidentyfikować szereg genów kodujących białka biorące udział w różnorodnych mechanizmach naprawy DNA. Poznano dotąd ponad 130 genów o takiej, udowodnionej lub prawdopodobnej, funkcji. Nowe geny naprawy DNA są ciągle odkrywane dzięki badaniom porównawczym sekwencji genów człowieka i homologów tych genów u organizmów modelowych, takich jak E. coli i S. cerevisiae. Badania te mają znaczenie dla medycyny, ponieważ do tej pory zidentyfikowano już kilkanaście chorób, w których patogenezie mają udział niesprawne mechanizmy naprawy DNA.

    Charakteropatia (gr. charakteropathia) – zmiany osobowości typu psychopatycznego, wyrażające się w odchyleniach charakterologicznych, np. skłonność do kłamstwa, nastawienia socjalne i antysocjalne itp. Termin ten używany bywa na oznaczenie zmian charakterologicznych u psychopatów, u chorych na padaczkę, u osób, które przebyły zapalenie opon mózgowych i in. jego choroby organiczne; u alkoholików, a również u chorych na psychozy endogenne. Bilikiewicz używa tego terminu jedynie na oznaczenie zmian charakterologicznych, spowodowanych przez organiczne uszkodzenie mózgu, inni zmiany tego rodzaju rozpatrują jako organiczne zmiany charakterologiczne zaliczane do tzw. pseudopsychopatii.

    Remodeling chromatyny nazywany także rearanżacją chromatyny stanowi proces polegający na zmianie struktury chromatyny przy pomocy określonych kompleksów białkowych, którego celem jest regulacja ekspresji genów poprzez zmianę dostępności chromatyny dla czynników transkrypcyjnych. Pierwsze białka zdolne do remodelowania struktury przestrzennej chromatyny zostały odkryte na początku lat 90. XX wieku. Do chwili obecnej udało się dość dobrze zbadać budowę i mechanizm działania niektórych czynników białkowych biorących udział w tym procesie. Genetyka molekularna – dział biologii zajmujący się genetyką na poziomie biologii molekularnej. Genetyka molekularna bada złożone procesy biokatalitycznych reakcji chemicznych, dzięki którym powstają geny, dochodzi do ich ekspresji i przekazywana jest informacja genetyczna.

    NMD (ang. Nonsense-Mediated Decay) - zachodzące w komórkach organizmów eukariotycznych zjawisko polegające na rozpoznawaniu i niszczeniu mRNA zawierających przedwczesny kodon STOP (PTC, ang. premature termination codon). Taki "proces kontroli jakości" mRNA zapobiega powstawaniu skróconych białek, które mogą być szkodliwe dla komórki. Proces NMD jest też wykorzystywany w komórce do regulacji ekspresji niektórych potrzebnych białek. Rozpoznawanie przedwczesnych kodonów STOP jest powiązane z procesami splicingu i translacji. Przyzakaźne zapalenie mózgu (łac. encephalitis parainfectiosa) – forma zapalenia mózgu, występująca w przebiegu różnych chorób zakaźnych, najczęściej odry, ospy wietrznej, różyczki i grypy. Nie zostało dotąd wyjaśnione, czy zachodzi tu inwazja wirusów do układu nerwowego, czy też zmiany mózgowe mają charakter odczynu alergicznego.

    Dodano: 07.10.2011. 18:26  


    Najnowsze