fredag 11 december 2015

Dementian differentiaalidiagnostiikkaan lisäapua. uusi väitöskirja HIV-1 -infektiosta

KRUT Jan Jessen. On Cerebrospinal Fluid Biomarkers of HIV-1 Infection.
ISBN: 978-91-628-9664-5.
http://hdl.handle.net/2077/40449
Tämä teesi pitää asettaa kahteen blogiin: Muisti-blogiin ja Uutta viruksista -blogiin tänään 11.12. 2015

fredag 27 november 2015

Ajatus, jota en ole ennen ajatellut

Joskus olen pohtinut, miten ihmeessä voi keho mudoostaa sellaisia prioneja, proteiineja, joita ei mikään ihmisen immuunijärjestelmäpysty pilkkomaan tai muuten tuhoamaan. Olen koetanut katsoa proteiinisekvenssejä. Nyt tuli yksi uusi ajatus tästä lähteestä, mkä selittää kehon silppurijärjestelmän välttöä.
Suomennan.Löysin tämän etsiessäni kuparista jatkotietoa.

Onko kuparin vaje AD-taudissa, Lewyn kappaletaudissa ja CJD taudissa yleisavain vapaitten radikaalien mekanismiin ja oksidatiivisen stressin indusoimaan vaurioon?

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25125459

2015;43(4):1149-56. doi: 10.3233/JAD-140765.

Is brain copper deficiency in Alzheimer's, Lewy body, and Creutzfeldt Jakob diseases the common key for a free radical mechanism and oxidative stress-induced damage?

Deloncle R¹, Guillard O².

Otsikossa mainitussa kolmessa taudissa esiintyy samanlaisia tunnusmerkkejä, joista yksi on epänormaalien proteaasiresistenttien proteiinien saostumia. Näissä påatologioissa kuparin sitoutuminen proteiiniin kykenee antamaan suojaa vapaita radikaaleja vastaan reduktiolla, kuprimuodon (Cu2+) muuttuessa kupromuotoon (Cu+). Naudan aivosta on osoitettu vapaitten radikaalien tuottavan proteinaasi-K resistenttiä prionia jos kupari korataan mangaanilla. Koska on osoitettu matalia kuparipitoisuuksia tarttuvissa spongioosisissa enkefalopatioissa, PD-taudin substantia nigrassa ja AD, LBD ja CJD-tautien eri aivoalueilla, on tehty oletus mekanismista, joka piilee neurodegeneraation perustana ja ilmenee, jos kuparin antama suoja vapaita radikaaleja vastaan on huonontunut.

In Alzheimer's (AD), Lewy body (LBD), and Creutzfeldt Jakob (CJD) diseases, similar pathological hallmarks have been described, one of which is brain deposition of abnormal protease-resistant proteins. For these pathologies, copper bound to proteins is able to protect against free radicals by reduction from cupric Cu++ to cupreous Cu+. We have previously demonstrated in bovine brain homogenate that free radicals produce proteinase K-resistant prion after manganese is substituted for copper. Since low brain copper levels have been described in transmissible spongiform encephalopathies, in substantia nigra in Parkinson's disease, and in various brain regions in AD, LBD, and CJD, a mechanism has been proposed that may underlie the neurodegenerative processes that occur when copper protection against free radicals is impaired.

Peptidijaksoissa alfa-hapon protoni peptidisillan lähellä on erittäin liikkumiskykyinen ja sen voi vapaat radikaalitnyhtää irti. Silloin tuottuu trivalentti alfa- hiiliradikaali ja indusoituu vapaan radikaalin ketjureaktio, josta generoituu-D-aminohappo rakenne peptidisekvenssiin. Ja koska ainoastaan L-aminohapot ovat fysiologisia imettäväisproteiineissa kuten ihmisen proteiineissa., on oletettavaa että vain fysiologiset Lpeptidit voivat joutua kierrätykseen fysiologisilla entsyymeillä kuten proteaaseilla. Jos nyt esiintyy D- aminohappo peptidijaksossa johtuen vajaasta kuparista ja pututuvasta suojasta vapaita radikaaleja vastaan, sitä ei tunnisteta ja se saattaisi muuntaa p aivopeptidien proteosomin L-aminohappojen keirrätyksen. Ja aivoissa tuloksena olisi epänormaalin, proteaasiresistentin proteiinin kertymä mitä havaitaankin AD, LBD ja CJD taudeissa.

In peptide sequences, the alpha acid proton near the peptide bond is highly mobile and can be pulled out by free radicals. It will produce a trivalent α-carbon radical and induce a free radical chain process that will generate a D-amino acid configuration in the peptide sequence. Since only L-amino acids are physiologically present in mammalian (human) proteins, it may be supposed that only physiological L-peptides can be recycled by physiological enzymes such as proteases. If a D-amino acid is found in the peptide sequence subsequent to deficient copper protection against free radicals, it will not be recognized and might alter the proteasome L-amino acid recycling from brain peptides. In the brain, there will result an accumulation of abnormal protease-resistant proteins such as those observed in AD, LBD, and CJD.

KEYWORDS:

Alzheimer's disease; Creutzfeldt Jakob disease; D-amino acids; Lewy body disease; copper deficiency; free radicals

PMID:: 25125459; [PubMed - indexed for MEDLINE]

Opetusvideo AD taudin tapahtumista aivoissa

https://www.youtube.com/watch?v=NjgBnx1jVIU
https://www.youtube.com/watch?v=7_kO6c2NfmE
https://www.youtube.com/watch?v=dj3GGDuu15I

torsdag 12 november 2015

Abetan tärkeys 2015 biologisena merkitsijäaineena dementian diagnoosissa ja terapiassa ( J Panneen mukaan)

Josef Pannee. Mass spectrometric quantification of amyloid-beta in cerebrospinal fluid and plasma- Implication for Alzheimer´s disease.

ISBN 978-91-628-9487-0

Miten Abeta toimii biomerkitsijänä AD taudissa ?

Niitä on erilaisia määriä ja suhteita, joista voidaan päätellä jotakin ottaen myös huomioon muita biomerkitsijöitä. Miten? Tästä Josef Panneen väitöskirja antaa selvennystä sivuilla 7-9 ja teen muistiinpanot suomeksi.

Vuonna 1995- ei niin kauan aikaa sitten- käyttämällä ELISA- menetelmää osoitetiin, että Abeta (1-42) pitoisuus AD-potilaiden aivoselkäydinnesteessä oli vähäisempi kuin kontrollihenkilöillä. Ja tämä löytö toistettiin useissa toisistaan riippumattomissa tutkimuksissa, myös erilaisia menetelmiä käytettäen. Laajalti hyväksyttynä selityksenä on ollut, että alentunut aivoselkäydinnesteen Abeta(1-42)- pitoisuus johtuu siitä, että tätä peptidipituutta kertyy aivoissa muodostuneisiin plakkeihin. Abeta(1-42)-pitoisuus on 50% alempi AD-potilalla verrattuna terveisiin kontrollihenkilöihin ja se on näyttänytkin toimivan lukuisissa tutkimuksissa hyvänä biomerkitsijänä esivaiheen AD-taudista.

Kun on kombinoitu tämä yllämainittu tieto hermosolujen mikroputkia ( mikrotubulus) vakauttavasta tau-proteiinista saatuun tietoon (P-tau ja T-tau tähän sisältyneenä, nehän heijastavat vyyhtipatologiaa( P-tau) ja aivokuoren neuronijatkeitten, aksonien, rappeutumista (T-tau)), niin nämä biomerkitsijät ovat osoittaneet suurta AD- taudin diagnostista täsmäävyyttä. Vuodesta 2007 alkaen ne sisältyvät AD-taudin diagnostisiin tutkimuksiin.

Monissa kliinisissä laboratorioissa mitataan rutiinisti Abeta(1-42) pitoisuutta useilla saatavilla olevilla immunologisilla tekniikoilla, kuten ELISA:lla. Mutta nämä menetelmät kärsivät suuresta variabiliteetista- varsinkin laboratorioitten välisistä, mikä taas haittaa Abeta(1-42) peptidin käyttämistä diagnostisina merkitsijänä. Sekä aivoselkäydinneste että plasma sisältävät monenlaisia Abeta-peptidejä ja niissä on Abeta (1-40)-kokoista peptidiä noin kymmenen kertaa yleisempänä kuin Abeta(1-42)-kokoa ja lisäksi on olemassa eriävyyttä yksilöitten kesken kaiken Abeta-peptidien tuotannon totaalimäärässä. Siitä seuraa loogisesti, että käytettäessä ainoastaan Abeta(1-42) mittausta, ne, joiden Abetatuotanto on vähäistä, tulevat virheellisesti positiiviseksi AD-taudin suhteen kun taas päinvastainen tilanne vallitsee, jos henkilö tuottaa runsaasti Abetaa ( siis voi tulla väärä negatiivinen päätelmä AD-taudin suhteen) . Koska puolestaan Abeta(1-40)-kokoisen peptidin pitoisuudet aivoselkäydinnesteessä ovat muuttumattomia AD-taudissa, niin AD-diagnoosin täsmällisyttä parantaa, jos käytetään suhdetta Abeta(1-42)/Abeta(1-40).

Plasman Abeta-peptidien mittaaminen-( poikkeuksena äskettäin kuvattu Abeta-peptidi, joka sisältää beta-sekretaasin pilkkoamiskohdan tienoon) - ei ole vielä osoittanut hyötyä AD-taudin biomerkitsijänä. Plasman Abeta on pääasiassa peräisin erilaisista aivojen ulkopuolisista solutyypeistä, esim. veren trombosyyteistä ja täten ne eivät heijasta keskushermoston plakkipatologiaa sillä tavalla kuin aivoselkäydinnesteen Abeta(1-42) . Kuitenkin plasman Abeta voisi hyödyttää terapeuttisissa kliinisissä kokeissa kun monitoroidaan farmakodynamiikkaa annosten asetusta varten varhaisissa kliinisissä kokeissa samoin kuin monitoroitaessa mahdollista Abeta poistumaa aivoista veren puolelle.

Tietokonetomografiaa (CT) käytetiin aluksi sulkemaan pois muita dementian syitä aivorakenteen muutoksia tutkittaessa ja sen syrjäytti myöhemmin MRI, magneettikuvaus. Tässä vaiheessa käytetään rakenteellista ja funktionaalista magneettikuvantamista tukemaan kliinistä AD-diagnoosia. Rakenteellinen MRI visualisoi aivoatrofian, mikä on neurodegeneraatiolle luonteenomainen. AD-taudissa progredioiva, etenevä, surkastuminen nähdään ensiksi mediaalisessa ohimolohkossa tyypillisesti alkaen entorhinaaliselta kuorikerrokselta ja sen jälkeen seuraa hippocampus, amygdala ja parahippocampus. Toiminnallinen magneettikuvaus (fMRI) mittaa epäsuorasti neuronaalista aktiivisuutta käyttämällä veren happipitoisuudesta riippuvaa kontrastikuvantamista; neuronaalinen aktiivisuus luodaan kognitiivisista tehtävistä ja tuloksia vertaillaan normaalisuorituksiin . Lepotilan funktionaalinen MRI (rsfMRI, resting state functional MRI) voidaan mitata levon aikana tutkittaessa yhteyksiä ja koetettaessa löytää varhainen aivojen huonontunut toiminta, mikä korreloi AD-tautiin.

Koska rypälesokeri glukoosi on aivojen primääri energianlähde, glukoosianalogin (FDG) ottoa voidaan käyttää kombinoituna PET- tutkimukseen AD-potilaiden aivojen aineenvaihdunnan tutkimuksessa. AD-potilaiden aivossa voidaan havaita alentunutta glukoosin aineenvaihduntaa, mikä pahentaa taudin progressiota ja korreloi AD:n patologiseen diagnoosiin ja autopsiaan. (FDG, fluoro-deoxy-D-glukoosi).

Amyloidin kuvantaminen PET-menetelmällä saatiin ensin tehtyä 11C-PiB:n avulla, joka on isotoopilla merkattu jäljittäjäaine, hyvin spesifinen fibrillaariselle Abetalle; sillä on osoittautunut olevan merkitsevästi parempi pidättyminen aivokuoreen AD-potilailla verrattuna kontrollihenkilöihin. Viime aikoin on otettu käyttöön kolme 18-F isotoopilla merkattua jäljittäjäainetta florbetaben, florbetapir ja flutemetamol, joilla on samanlaiset aivokuoreen pidättyvät ominaisuudet. Kuitenkin 18-F- jäljittäjäaineitten puoliintumisaika on noin 110 minuuttia verrattuna 11-C-PiB:n 20 minuuttiin, mikä sallii 18-F- jäljittäjäaineiden sentralisoidun tuotannon ja toimitamisen kaukanasijaitseviin PET-scanning -laitoksiin- kun taas 11-C isotooppi vaatii paikalla sijaitsevan syklotronin.

On olemassa kaksi PET- jäljittäjäainetta tau-proteiinille ja niitä on lähiaikoina kokeiltu ihmisillä. Phenyl/pyridinyl-butadienyl-benzothiazoles/benzothiazoliums saattavat kyetä erottamaan Abetan tau:sta in vivo, kun taas 18-F-T808 näyttää sitoutuvan tauproteiiniin aiovkudosleikkeissä ja in vivo.

Yhteenveto AD taudissa käytetyistä biomerkitsijöistä

Tyyppi , Biomerkitsijä, Muuttuminen AD- taudissa

Aivoselkäydinneste, Abeta (1-42) , AD-taudissa pitoisuus laskee.

Aivoselkäydinneste, Abeta(1-42)/Abeta(1-40) ,AD- taudissa suhde laskee.

Aivoselkäydinneste, T-tau, AD-taudissa pitoisuus kohoaa

Aivoselkäydinneste, P-tau, AD-taudissa pitoisuus kohoaa.

Kuvantaminen, Rakenteellinen MRI, AD-taudissa aivojen tilavuus alenee

Kuvantaminen, Funktionaalinen MRI , AD-taudissa funktionaaliset yhteydet vähenevät

Kuvantqaminen, FDG-PET, AD-taudissa glukoosin aineenvaihdunta alenee

Kuvantaminen, Amyloidi-PET, AD-taudissa Abeta pidättyminen aivoon lisääntyy

Kuvantaminen, Tau-PET, AD-taudissa solunsisäinen tau pitoisuus kohoaa.

Maininta hoitomenetelmistä

Nykyisin on neljä lääkettä saatavilla, jotka voinevat väliaikaisesti parantaa AD-potilaiden oireita: kolme niistä on asetyylikoliiniesteraasin estäjiä ja yksi on NMDA-reseptorin antagonisti, mutta näihin asti ei ole olemassa mitään terapiaa, joka hidastaisi tai pysäyttäisi AD-taudin progression. Kaksi päähoitostrategiaa on lähiaikana arvioitu kliinisessä kokeessa ja ne ovat aktiivi sekä passiivi Abeta-immunoterapia. Aktiivissa Abeta-immuunoterapiassa potilas immunisoidaan Abeta-peptideillä tai fragmenteilla stimuloiden endogeenisten anti-Abeta-vasta-aineiden kehkeytymistä, kun taas passiivissa immunoterapiassa potilasta käsitellään laskimonsisäisesti infusoiden monoklonaalisia anti-Abeta-vasta-aineita. Ei melkein mitkään viimeaikaisista kliinisistä kokeista joissa mahdollisilla anti-Abeta-aineilla modifioidaan lääkkein tautia, ole onnistuneet osoittamaan positiivisia vaikutuksia primäärisiin kliinisiin tuloksiin, vaikka nämä lääkkeet hiiren AD-mallissa ovat kyenneet estämään ja joissain tapauksissa puhdistamaan amyloidiplakkeja

Yksi mahdollinen selitys on että ihmisillä hoito on alettu liian myöhään; AD-taudin uskotaan olevan presymptomaattisessa ( esioireisessa) vaiheessa 20- 30 vuotta., joten neurodegeneraatio saattaa olla jo liian pitkälle edennyttä ja laaja-alaista näissä kliinisissä kokeissa. Toinen selitys on, että kaikkia ei ole adekvaatisti pystytty diagnosoimaan ja tutkimukseen on saatettu sisällyttää toisia dementiamuotoja potevia. Tämän takia on tarvetta spesifisemmistä työvälineistä oikean tutkimuspotilasmateriaalin koostamisessa, jolloin AD-biomerkitsijöillä on vitaali merkitys jotta saatetaan sisällyttää tutkimukseen varhaisempien AD-tautiasteiden yksilöitä

onsdag 11 november 2015

Normaali APP voi olla geneettiseti mutatoitunut Mitä se vaikuttaa Abetan muodostumiseen? (J Pannee, 2015)

Onko APP normaaliproteiinimuodossaan vai mutaatiotuotteena?

LÄHDE Pannee J. Mass spectrometric quantification of amyloid-beta in cerebrospinal fluid and plasma. Implications for Alzheimers disease. (Sivuilta 5-6 suomennosta) ISBN978-91-628-9487

Kuten monissa ikään korreloivissa taudeissa, suurin AD riskitekijä on ikä. Useimmat diagnosoidaan 65 vuoden iässä tai sitä vanhempana. Ikäryhmässä 60-64 alle 1% on AD tautisia kun taas yli 85-vuotiaissa on yli 24%:lla AD diagnosoituna. Ottaen huomioon taudin latentti vaihe, kun kliinisiä oireita ei ole, varsinainen AD-prevalenssi on todennäköiseti korkeampi. Lisäksi on aika iso joukko muita riskitekijöitä, joilla on assosiaatiota epidemiologisten tutkimusten perusteella, näitä ovat esim.matala henkinen ja fyysinen aktiviteetti, päävamma, oksidatiivinen stressi, arterioskleroosi, korkea verenpaine, hyperhomocysteinemia ja hyperkolesterolemia, mutta niiden osuus on vähäinen.

AD-siirtogeenisilä hiirillä on osoitettu, että aivojen hypoxia (alentunut hapensaanti) lisää Abetan pitoisuuksia aivoissa indusoimalla betasekretaasia. Samoin myös kerebrovaskulaarinen ( aivoverisuonten) hypoperfuusio, (alentunut verenvirtaus) aiheuttaa oppimisen ja muistin huononemista ja ajasta riippuvaa Abeta-oligomeerien kertymää koe-eläimen aivossa.

Niillä ihmisillä, jotka ovat menehtyneet iskemiseen halvaukseen, on todettu noussutta Abetan ilmenemää aivojen hippocampus-alueessa ja sydänpysähdyksestä resurskitaation ( elvytyksen) jälkeen on mitattu hyvin korkeita Abeta-pitoisuuksia veressä. Samoin on todettu APP:n yliexpressoitumista ja Abeta-plakkeja niissä potilaissa, jotka menehtyivät 3- 36 päivää sydänpysähdyksestä elvytyksen jälkeen.

Lisäksi aivojen pieni koko, matala henkinen taso ja vähäinen fyysinen aktiivisuus sekä päävamma voisivat olla AD-taudin riskitekijöitä.

Seuraavaksi vahvin AD-riskitekijä on sukuhistoria, missä geneettisillä osatekijöillä arvioidaan olevan yli 80%:n osuus kaikista AD- tapauksista. Tauti voidaan jakaa kahteen muotoon, varhain alkavaan perinnölliseen AD tautiin (EO-FAD, Early Onset Familial AD), jota on alle 1% kaikista tapauksista ja myöhään alkava AD (LOAD, Late-Onset AD), jota on useimmat AD-tapaukset.

EO-FAD tautiin liittyviä mutaatioita liittyy geeneihin APP, PSEN1 ja PSEN2, jotka vastaavasti koodaavat seuraavia proteiineja: APP, PS-1 ja PS-2.

Kaikkein tavallisin AD:ta aiheuttava mutaatio on geenissä PSEN1, kun taas geenin PSEN2 mutaatio on harvinainen EO-FAD potilailla.

FAD:sta johtuvat APP-mutaatiot joko lisäävät Abeta-tuotantoa yleensä tai johtavat aggrekaatioon taipuvaisempien Abeta-muotojen kehittymiseen.

PSEN-mutaatiot tapaavat muuntaa Abetan C-terminaalisen lyhentymisen mallia siten, että tuottuu suhteellisesti enemmän Abeta(1-42)-muotoa vähemmän agggrekoitumiseen taipuvaisten Abetamuotojen kustannuksella Näitä muotoja ovat Abeta (1-37/38/39)

LOAD tautiin assosioituu pääasiallisen geenipolymorfia APOE geenialleeli E4, joka lisää riskiä ja alentaa taudinalkamisikää.
Väestössä on olemassa kolme tavallista APOE geenivarianttia, E2, E3 ja E4 alleelit. Väestössä kaikkein tavallisin on E3 alleeli (1-5%) Jos henkilöllä on kaksi E4 alleelia, AD- taudin kehittymisen riski kymmenkertaistuu, kun taas heterozygooteilla riski on nelinkertaisesti lisääntynyt. E2-alleeli toisaalta vaikuttaa olevan protektiivinen.
Lisäksi on raportoitu heikkoa mutta kuitenkin merkitsevää geenipolymorfiaa LOAD-tautiin liittyneenä ja tästä saa enemmän tietoa AlzGene tietueesta, jota jatkuvasti päivitetään ja jonne luetteloidaan kaikki geneettiset assosiaatiotutkimukset AD taudin alalta.

Amyloidin edeltäjäpeptidin (APP) metabolian selitys vuonna 2015 J Panneen väitöskirjan mukaan)

Miten vuonna 2015 selitetään Amyloidiprekursoripeptidin (APP) metabolia? (J Panneen väitöskirjan mukaan) Sivulta 4-5.

Miten normaalin APP:n Abeta-jakso muodostuuu ongelmaksi?

Terminologiaa:

(1) Ei-amylogeeninen tie:

APP, alfa-sekretaasi:, sAPPalfa,, CTFalfa

+ Gamma-sekretaasi: : Abeta (17-34)- Abeta (17-42) , AICD

(2) Amylogeeninen tie:

APPP, BACE1, beta-sekretaasi1 , sAPPbeta, CTFbeta

+ gamma-sekretaasi: Abeta (17- Abeta(17-42) , AICD

(3) Kolmas tie

APP, Betasekretaasi , sAPPbeta, CTFbeta

+Alfa-sekretaasi: Abeta(1-13)- Abeta(1-16)., CTFalfa

Abeta-peptidit ovat luonnollisia aineenvaihduntatuotteita transmembraanisen glykoproteiinin APP (amyloidin edeltäjäproteiinin) pilkkoutumisesta.

Abeta-peptidiä kehittyy amyloidogeenistä tietä (2) beta-sekretaasin (BACE1) ja gamma-sekretaasin peräkkäisten toimintojen seurauksena.

BACE1, beta-site amyloid precursor protein-cleaving enzyme 1, beta-kohdasta APP:tä pilkkova sekretaasi.

Gamma-sekretaasi on kompleksi, jossa on ainakin neljä välttämätöntä komponenttia: homologiset preseniliini-1(PS-1) ja preseniliini-2 (PS-2), nikastriini( nicastrin), Aph-1 ja Pen-2. Sen aktiivikohdassa sijaitsevat PS-1 ja PS-2.

(2) Amyloidogeenisessä tiessä beta-sekretaasi pilkkoo pois ison pätkän APP:n extrasellulaarista domeenia (sAPP beta). Jäljelle kalvoon kiinnijäänyt karboksyterminaalinen pätkä (CTFbeta) pilkkoutuu sitten gamma-sekretaasilla , jolloin vapautuu Abeta(1-42) ja useita karboksyterminaalisesti lyhentyneitä muotoja joissa on Abeta(1-40) ja Abeta (1-38).

(1) Entä mikä on ei-amyloidogeeninen tie? (normaali aineenvaihdunta)

Tässä estyy abeta-peptidin muodostuminen, koska transmembraani glykoproteiini APP katkeaa juuri keskeltä sitä Jakso, joka muodostaisi Abetaa. Ja tätä oikeaa katkaisua vaikuttaa alfa-sekretaasi. Sen toimiessa vapautuu solun ulkopuolinen sAPPalfa-domeeni, liukoinen APP-alfa, jolloin plasmakalvoon jää kiinni karboxyterminaalinen CTF-alfa pätkä (Carboxy- Terminal Fragment , CTF).ja se voi pilkkoutua edelleen gamma-sekretaasilla, jolloin vapautuu lisää kalvossa kiinniolevaa materiaalia solun ulkopuolelle Abeta(17-34)-Abeta (17-42).

(3) Kolmas tie

On toinenkin alfa-sekretaasista riippuva hajoamistapa APP-molekyylillä ja siinä taas alfa-sekretaasi ja beta-sekretaasi vaikuttavat samaan APP-molekyyliin ja seuraa useita lyhyempiä Abeta-peptidejä ja niissä tavataan Abeta(1-13) alkaen Abeta (1-16) muotoon asti lyhyttä peptidiä.

Aivoselkäydinnesteen biomerkitsijöiden II kliinisessä vaiheessa olevissa tutkimuksissa on havaittu yllämainitun pilkkoutumistavan suosiutuvan gamma-sekretaasi-inhibiittoria saavilla AD-potilailla, mikä viittaisi siihen, että lyhempiä abeta-peptidejä voitaneen käyttää indisoimaan kohteen osallistumista.

(4) Lisäksi on osoitettu, että APP proteiinin prosessoimineen on paljon monimutkaisempaa kuin vain nämä kolme pääasiallista tietä. On tunnistettu useita Abeta-peptidejä, joiden päätyaminohappo on Abetasekvenssin Q15 ja jotka alkavat N-terminaalisesti betasekretaasin pilkontakohdasta ja ne ovat niin sanottuja APP/Abeta(-x-15)-fragmentteja. Solumalleilla on osoitettu, että nämä fragmentit lisääntyvät vasteena BACE1 inhibitioon. Useita tällaisia N-terminaalisesti pidentyneitä peptidejä oesiintyy myös aivoselkäydinnesteessä

ABETAN eliminaatiosta

On esitetty useita Abeta-peptidin poistuma ja puhdistumamekanismeja (clearance) ja niihin kuuluu entsymaattinen hajoittaminen ja veriaivoesteen yli kuljettaminen aivoselkäydinnesteen puolelta vereen. Sekä insuliinia hajoittava entsyymi (IDE) että neprilysiini (NEP) voivat hajoittaa Abetaa monista kohdista, mutta vain NEP on osoittautunut sellaiseksi, mikä hajoittaa peptidin mahdollisesti neurotoksisia oligomeerejä.

Muitakin entsyymejä näyttää osallistuvan Abetan hajoittamiseen kuten endoteliiniä (ET) konvertoiva entsyymi (ECE), plasmiini, angiotensiiniä (AT) konvertoiva entsyymi (ACE), matrixzmetalloproteaasit (MMP) ja katepsiini B.

Lysosomaalisessa tiessä Abetan poistuma välittyy LDL-reseptoriin korreloivien proteiini(LRP) -ligandien alfa2-makroglobuliinin ja apolipoproteiinin kautta ja abeta voidaan myös aktiivisti kuljettaa aivoselkäydinnesteestä veriaivoesteen läpi veren puolelle LRP:n avulla.

On epäilty sitäkin, että jos veri-aivoeste (Blood Brain Barrier) toimii huonosti, Abetan toksisten muotojen poistuma aivoselkäydinnesteestä veren puolelle on alentunuttaa.

Äskettäin on havaittu hiiriltä eräs nesteenkuljetustie aivoista ja sitä sanotaan lymfaattiseksi tieksi. Tässä kuljetustiessä arvellaan liukoisten aineiden ( joihin todennäköisesti kuuluu liukoinen Abeta) kulkeutuvan interstitiaalisesta nesteestä (kudoksen soluvälinesteestä) subaraknoidaliseena aivoselkäydinnestevuona läpi interstitiaalisen tilan aivoissa ja poistuvan paravenöösejä, laskimon vierisiä drenaasiteitä.

Entä jos APP ei olekaan normaalia? Tässä täytyy ajatella geneettistä rakennetta.

(Ps. kalvoonjäävä pieni C-terminaali omaa fysiologisen funktion, joka on aiemmin selvitetty:
Tässä alla tutkijat kohdistavat katseensa siihen pätkään , mikä jää solun sisälle: AICD pätkään. Siltä löytyy normaali funktio, se estää Wnt signalointia ja edistää neuronijatkeen kasvua.
http://www.hindawi.com/journals/bcri/2011/721463.fig.001.jpg )

Miten Alzheimerin tauti diagnosoidaan ( J Panneen väitöskirjan johdannosta)

Yksityiskohtia kirjan johdanto-osasta suomennettuna tarkoituksena selvittää AD- taudin nykydiagnostiikan vaihe.

LÄHDE Pannee J. Mass spectrometric quantification of amyloid-beta in cerebrospinal fluid and plasma. Implications for Alzheimers disease. (Sivuilta 1-2) ISBN978-91-628-9487

Avainsanojen lyhennöksiä:

AD Alzheimers disease, Alzheimerin tauti

Abeta Amyloid-beta, Amyloidi beta, Abeta

CRM Certified Reference Material, vahvistettu viiteaineisto

CSF Cerebrospinal fluid, aivoselkäydinneste

CT Computed tomography, tietokonetomografia, https://sv.wikipedia.org/wiki/Datortomografi

CV Coefficient of variation, variaatiokerroin, hajonnan tunnusluku, https://fi.wikipedia.org/wiki/Variaatiokerroin

ELISA Enzyme-linked immunosorbent assay, entsyymivälitteinen immunosorbenttimääritys, https://fi.wikipedia.org/wiki/ELISA

IP Immunoprecipitation, immunosaostuminen, vasta-aineilla saostaminen, https://de.wikipedia.org/wiki/Immunpr%C3%A4zipitation

IWG International Working Group (Criteria-2), kansainvälinen työryhmä ja sen kriteeristö-2

MALDI Matrix-assisted laser desorption /ionization, https://de.wikipedia.org/wiki/Matrix-unterst%C3%BCtzte_Laser-Desorption/Ionisation

MCI Mild Cognitive impairment, lievä kognitiivinen (älyllisen kapasiteetin) huononema, https://en.wikipedia.org/wiki/Mild_cognitive_impairment

MRI Magnetic resonance imaging, magneetti(resonanssi)kuvaus, https://fi.wikipedia.org/wiki/Magneettikuvaus

MS Mass spectrometry, massaspektrometria, https://fi.wikipedia.org/wiki/Massaspektrometri

NIA-AA National Institute on Aging-Alzheimer´s Association (criteria)

PET Positron emission tomography, positroniemissiotomografia, https://fi.wikipedia.org/wiki/Positroniemissiotomografia

TOF Time-of-flight https://en.wikipedia.org/wiki/Time-of-flight_mass_spectrometry, Massaspektrometrian alaryhmä, (jonien massan suhde varaukseen m/z vaikuttaa nopeuteen).

TOF/TOF Tandem time-of-flight

Tri J Panneen väitöskirjan johdannosta seuraavaa:

AD diagnoosin tekoperusteet ovat:

Potilaan historia
Kognitiiviset testit
Muut tutkimukset kuten CT/MRI aivo scan, joka sulkee toiset tilat pois.
Nykyiset biomerkitsijät ovat: MRI, amyloidi-PET ja CSF-mittaukset Abeta(1-42) 42 aminohapon muodosta yhdessä totaali tau-proteiinin kanssa (T-tau) ja fosforyloituneesta ta-muodosta (P-tau).

AD:n IWG-2 kriteereihin on äskettäin sisällytetty Amyloid -PET ja CSF Abeta(1-42), T-tau ja P-tau , samoin NIA-AA- kriteereihin AD dementiasta ja AD:sta johtuvasta lievästä kognitiivisesta huononemasta (MCI) (.https://en.wikipedia.org/wiki/Tau_protein )

Struktuuri-MRI -tutkimusta käyttämällä aivoatrofian (-surkastuman) tahti voidaan määrittää scan-tutkimus sarjan avulla . On havaittu, että MRI-löytö korreloi kognitiiviseen huononemaan AD-potilailla. Tutkimuksesta saadaan myös ennuste taudin etenemisestä MCI-asteesta AD-asteelle ja tutkimus on myös hyödyllinen kliinisessä AD diagnoosissa.

PET- tutkimus voi määrittää Abetan saostumat kortikaalisissa aivoalueissa AD- taudissa käyttämällä amyloidin isotooppijäljittäjänä 18-F-flutemetamolia tai 11-C-Pittsburgh-yhdistettä B (11-C-PIB). Aivojen amyloidikuormituksen mittaus PET tekniikalla korreloi matalampiin CSF Abeta(1-42) pitoisuuksiin.

AD-potilaiden aivoselkäydinnesteen (kontrolleihin verrattuna) alentunutta AD-biomerkitsijän Abeta(1-42) pitoisuutta on käytetty lisääntyvässä määrin kliinisissä kokeissa ja asetelmissa. Vasta-aineisiin perustuvia tekniikoita käytettäessä (ELISA) on osoittautunut, että aivoselkäydinnesteen Abeta(1-42) kombinoituna T-tau ja P-tau-määrityksiin ovat AD-taudin täsmällisiä biomerkitsijöitä joiden herkkyys ja sppesifisyys on 85% ja vastaavasti 95%. Kuitenkin nykyiset ELISAt ovat biomerkitsijöinä vaihtelevia. Abeta(1-42 ELISA:t osoittavat menetelmistä riippuvaa hajontaa, laboratorioitten sisäisiä 5 - 19%:n vaihtelukertoimia ja laboratorioitten keskeisiä 20- 30%:n vaihtelukertoimia

Systeemistä virhettä (bias) on myös johtunut vahvistettujen viiteaineistojen CRM) puutteessa, jolloin menetelmiä ei voi kalibroida yhtäpitäviksi analysoitaessa eri metodein AD:n kvantitatiivisa biomerkitsijöitä.8Esim. Aivoselkäydinnesteen Abeta(1-42) kyllä korreloi mutta antaa erilaisia absoluuttisia pitoisuuksia käytettäessä samoja näytteitä. Kaikki tällainen on estänyt vahvistamasta mitään yleispäteviä raja-arvoja aivoselkäydinnesteen tau- ja Abeta-biomerkitsijöille.

Massaspektrometriaa (MS) on käytetty kliinisesti jo monta vuota pienten molekyylien määrälliseen mitaukseen. Nykyään välineistöä on kehitettty niin, että on mahdollista kliinisessä rutiinissa suurten peptidien ja proteiinien kvantitatiivinen mittaus ilman systeemivirhettä

Tässä väitöstyössä parannetaan edelleen mahdollisuuksia tarkempiin mittauksiin

Tässä väitöstyössä kehiteltiin vasta-aineista riippumaton MS - metodi, jolla saadaan kvantitatiivisesti mitattua absoluuttinen Abeta-määrä ihmisen aivoselkäydinnesteestä,- jolloin on voitettu se systeemivirhe, mikä liittyy vasta-aineisiin perustuvaan havaintoon.

Sitten kehiteltiin myös IP-perusteinen (immunosaostumiseen pohjautuva) MALDI-TOF-metodi ihmisen plasmassa esiintyvien muiden Abetapeptidien hahmottamiseksi ja tutkimiseksi.

Jatkoa:

ABETA-peptidi- mikä ongelma siinä piilee?

Tästä olen tähän blogiin ennekin kirjoittanut, muta varmasti tästä j panneen tuoreesta väitöskirjasta tulee lisää selvennystä, joten suomennan joitain kohtia...

lördag 7 november 2015

Irlanninsammal, Chondrus Crispus ja Abeta-toksisuus

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Chondrus+crispus+and+Abeta

Viljellyllä punaisella merilevällä vaikuttaa olevan jotain estävää vaikutusta beta-amyloidin aiheuttamaa myrkyllisyyttä vastaan C.elegans-madon koe-maillissa. Matoon oli ensin transgeenisesti siirretty ihmisen Abeta(1-42) geeni. Tästä johtui että mato-koemallissa kehittyi Abetan toksisuudesta aiheutuva halvaus. Punalevävalmisteilla saatiin vastavaikutetua tähän myrkyllisyyteen. Hyvän vaikutuksen mekanismina oli beta-amyloidilajien määrän vähentyminen ja stressin indusoimien geenien ylössäätyminen ja vapaitten radikaalien kertymän vähentyminen.

2015 Oct 20;13(10):6407-24. doi: 10.3390/md13106407. A Cultivated Form of a Red Seaweed (Chondrus crispus), Suppresses β-Amyloid-Induced Paralysis in Caenorhabditis elegans.

Sangha JS¹, Wally O², Banskota AH³, Stefanova R⁴, Hafting JT⁵, Critchley AT⁶, Prithiviraj B⁷.

Abstract

We report here the protective effects of a methanol extract from a cultivated strain of the red seaweed, Chondrus crispus, against β-amyloid-induced toxicity, in a transgenic Caenorhabditis elegans, expressing human Aβ1-42 gene. The methanol extract of C. crispus (CCE), delayed β-amyloid-induced paralysis, whereas the water extract (CCW) was not effective. The CCE treatment did not affect the transcript abundance of amy1; however, Western blot analysis revealed a significant decrease of Aβ species, as compared to untreated worms. The transcript abundance of stress response genes; sod3, hsp16.2 and skn1 increased in CCE-treated worms. Bioassay guided fractionation of the CCE yielded a fraction enriched in monogalactosyl diacylglycerols (MGDG) that significantly delayed the onset of β-amyloid-induced paralysis. Taken together, these results suggested that the cultivated strain of C. crispus, whilst providing dietary nutritional value, may also have significant protective effects against β-amyloid-induced toxicity in C. elegans, partly through reduced β-amyloid species, up-regulation of stress induced genes and reduced accumulation of reactive oxygen species (ROS).

KEYWORDS:

Caenorhabditis elegans; cultivated Chondrus crispus; glycolipid; monogalactosyl diacylglycerol (MGDG); neuroprotection; red seaweeds; β-amyloid

Free full text

fredag 6 november 2015

Väitöskirja: Abeta-peptidin uusi kvantitatiivinen mittaustekniikka. Täsmennystä diagnostiikkaan.

Tänään 6.11. 2015 oli väitöstilaisuus Sahlgrenskan Akatemiassa. Sali oli täynnä. Väitös tapahtui englannin kielellä. Vastaväittäjänä Andrew N. Hoofnagle, MD, Associate Professor. Department of Laboratory Medicine, University of Washington, Seattle, WA. USA.

Josef Pannee. Mass spectrometric quantification of amyloid-beta in cerebrospinal fluid and plasma- Implication for Alzheimer´s disease.

ISBN 978-91-628-9487-0

Suomennosta abstraktista

Alzheimerin tauti (AD ) on tavallisin neurodegeneratiivinen tauti ikääntyneillä ja dementioista sen osuus on 60-80%. Nykyvaiheessa AD-diagnoosi perustuu kognitiivisiin testeihin ja henkisen tilan tutkimuksiin, mutta yhä useammin käytetään myös aivoselkäydinnesteen (CSF)) amyloidi-beta-peptidin mittaamista kliinisissä kokeissa ja yhteyksissä. Monien proteiini- ja peptidi-biomerkitsijöiden kyseessä ollessa kvantitatiivinen määrittäminen suoritetaan tavallisesti vasta-aineisiin perustuvilla tekniikoilla kuten ELISA:lla. Kuitenkin näiden immunologisten menetelmien hankaluutena on Amyloidi-beta-pitoisuuksien mittauksissa havaitut suuret vaihtelut, mikä haittaa sen käyttämistä diagnostisena merkitsijänä.

Tämän väitöskirjan tarkoituksena oli kehitellä vasta-aineista riippumaton menetelmä, jolla voidaan kvantifioida absoluuttisesti ihmisen aivoselkäydinnesteen Amyloidi-beta (mitata sen absoluuttinen määrä) ja jossa ei tarvitse ottaa huomioon spesifisyys ja toistettavuusnäkökohtia, joita vasta-aineperusteiseen kvantifioimiseen liittyy. Metodi perustuu kiinteän faasin uuttamiseen (SPE) ja nestekromatografia (LC) - tandem mass spectrometry (MS/MS) -menetelmään. Internaalisina standardeina käytettiin stabiililla isotoopilla merkattuja Abeta- peptideitä, joiden avulla voitiin mitata absoluuttiset määrät. Metodi on testattu piloottitutkimuksessa AD-potilaiden ja kontrollien aivoselkäydinnestenäytteistä.

Kuten odotettiinkin oli AD potilaiden aivoselkäydinnesteen 42-aminohappoinen Abeta-variantti (1-42), määrältään alentunut verrattuna kontrolleihin. Tulokset olivat samanlaisia, joita konventionellilla ELISA- menetelmällä on saatu, ja vielä paremmin ryhmät saatiin erottumaan toisistaan, kun käytettiin suhdetta Abeta (1-42)/Abeta(1-40).

Sitten selvitettiin, antaisiko vasta-aineista riippumaton menetelmä samanlaisia tuloksia eri tutkimuskeskuksista ja aloitettiin laboratorioitten välinen tutkimus, mihin sisällytettiin kolme laboratoriota, jotka käyttivät samaa LC-MS/MS-menetelmää. Tulokset osoittivat hyvää yhdenmukaisuutta ja vahvistettujen referenssimateriaalien (CRM) tärkeys korostui, jolloin laboratorioitten ja MS-määristysten täsmääväisyys edelleen paranisi. Metodia optimoitiin edelleen ja muokattiin päteväksi ja sitten se julkaistiin referenssin mittausprosessin (RMP) kandidaattina . Tarvitaan tällaista RMP:tä asetettaessa arvo CRM:lle, jota taas käytetään "kultaisena standardina" harmonisoitaessa aivoselkäydinnesteen Abeta mittauksia.

Sitten haluttiin selvittää, olisiko ihmisen plasmassakin iso joukko Abeta- peptidejä niiden lisäksi, mitä aivoselkäydinnesteestä on löydettävissä, nim. Abeta (1-38), Abeta (1-40) ja Abeta (1-42). Tähän tarkoitukseen kehiteltiin immunosaostukseen perustuva metodi, jolla voidaan rikastaa Abeta-peptidejä. (MALDI-TOF)MS- menetelmällä havaittiin toistettavasti kuusitoista N- ja C-terminaalisesti lyhentyneitä Abeta-peptidejä. Vaikka kvantitatiivinen määrittäminen käyttämällä LC-MS/MS menetelmää peptideistä Abeta (1-38), Abeta (1-40) ja Abeta (1-42) ei osoittanut mitään liittymää AD-tautiin, metodi saattaisi kuitenkin olla hyödyllinen kliinisissä lääkeainekokeissa, jotka koskevat prekursoriproteiinin (APP) prosessoitumista tai Abeta-homeostaasia.

Yhteenvetona: Abeta(1-42)-peptidin absoluuttisen määrän mitaaminen käyttämällä tätä kehiteltyä LC-MS-MS- metodia voidaan kiertää ne ongelmat, joita liittyy vasta-aineisiin perustuviin menetelmiin. Tällä hetkellä metodia on pidettävä muodollisena vahvistuksena kuten referenssin mittausprosessina (RMP) määriteltäessä Abeta(1-42) peptidin absoluuttista pitoisuutta vahvistetussa referenssimateriaalissa (CRM) harmonisoitaessa aivoselkäydinnesteen Abeta (1-42)peptidin mittatuksia eri tekniikoilla ja analyyttisillä ohjelmilla.

torsdag 15 oktober 2015

IL-1A polymorfismi ja AD

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17257626

2007 Feb 27;80(12):1152-6. Epub 2006 Dec 23.

C/T conversion alters interleukin-1A promoter function in a human astrocyte cell line.

Wei X¹, Chen X, Fontanilla C, Zhao L, Liang Z, Dodel R, Hampel H, Farlow M, Du Y.

Abstract

Recently, association of an interleukin-1A promoter polymorphism (-889, thymine/thymine (T/T)) with Alzheimer's disease was reported, suggesting that this cytokine may play an important role in disease development. To understand the mechanism underlying the interleukin-1A promoter's role in Alzheimer's disease, a study comparing promoter function of an interleukin-1A polymorphism was performed in the SVG astroglia cell line. The effects of thymine and cytosine on transcriptional activity of the interleukin-1A promoter were analyzed by testing luciferase-reporter activity in transfected SVG cells. Our results demonstrate that cytosine/thymine conversion increases activity of the interleukin-1A promoter in SVG cells. Both sodium salicylate and lovastatin are able to block induced promoter activities in astroglial cells. Induced promoter activity by the polymorphism (T/T) may result in the upregulation of interleukin-1alpha protein and "cytokine cycle" amplification, which may promote disease development.

PMID:: 17257626; [PubMed - indexed for MEDLINE]
PMCID:: PMC1850933

Free PMC Article

fredag 5 juni 2015

Calreticulin

http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0061299

Abstract keväältä 2013

Dysregulation of the proteolytic processing of amyloid precursor protein by γ-secretase and the ensuing generation of amyloid-β is associated with the pathogenesis of Alzheimer's disease. Thus, the identification of amyloid precursor protein binding proteins involved in regulating processing of amyloid precursor protein by the γ-secretase complex is essential for understanding the mechanisms underlying the molecular pathology of the disease. We identified calreticulin as novel amyloid precursor protein interaction partner that binds to the γ-secretase cleavage site within amyloid precursor protein and showed that this Ca²⁺- and N-glycan-independent interaction is mediated by amino acids 330–344 in the C-terminal C-domain of calreticulin.

Co-immunoprecipitation confirmed that calreticulin is not only associated with amyloid precursor protein but also with the γ-secretase complex members presenilin and nicastrin. Calreticulin was detected at the cell surface by surface biotinylation of cells overexpressing amyloid precursor protein and was co-localized by immunostaining with amyloid precursor protein and presenilin at the cell surface of hippocampal neurons. The P-domain of calreticulin located between the N-terminal N-domain and the C-domain interacts with presenilin, the catalytic subunit of the γ-secretase complex. The P- and C-domains also interact with nicastrin, another functionally important subunit of this complex.

Transfection of amyloid precursor protein overexpressing cells with full-length calreticulin leads to a decrease in amyloid-β₄₂ levels in culture supernatants, while transfection with the P-domain increases amyloid-β₄₀ levels. Similarly, application of the recombinant P- or C-domains and of a synthetic calreticulin peptide comprising amino acid 330–344 to amyloid precursor protein overexpressing cells result in elevated amyloid-β₄₀ and amyloid-β₄₂ levels, respectively. These findings indicate that the interaction of calreticulin with amyloid precursor protein and the γ-secretase complex regulates the proteolytic processing of amyloid precursor protein by the γ-secretase complex, pointing to calreticulin as a potential target for therapy in Alzheimer's disease.

KALRETIKULIININ OSUUT TÄSsÄ PITÄÄ TEHDÄ KARTAKSI KUN EHTII. syksymmällä.
5.6. 2015

fredag 29 maj 2015

Väitöskirja F Flood (2005) AD tautiin korreloivasta APP proteiinistä ja PS geeneistä. Normaalifunktiosta ja patologiasta

LÄHDE:
Flood Fiona: Alzheimers Disease Related Amyloid precursor protein (APP) and presenilin Genes. Normal function and pathology (2005, KI, STH)
ISBN 91-7140-050-8
http://www.avhandlingar.se/avhandling/bca0be90d4/

Kaikille jo tutun Alzheimerin taudin diagnosoi Tri Alois Alzheimer vuonna 1906. Sen jälkeen alettiin tietää, että taudissa kertyy aivoihin sulamatonta ja häviämätöntä materiaalia amyloidiplakkeja ja fibrillivyyhtejä. Aivojen tulisi voida suorittaa vapaasti remodelling uudistumistaan ja tällainen materiaali haittaa struktuurien aineenvaihdunnallista uusiutumista. Siten nämä johtavat taudin vääjäämättömään ja yksilön henkistä rakennetta luhistavaan kulkuun. Taudin vaikutusta henkiseen struktuuriin ihmisessä sanotaan dementiaksi. Varhain alkavat dementiat esiintyvät ennen 65 vuoden ikää ( EOAD, the Early Onset forms). Myöhemmät ovat LOAD, Late onset forms of AD.

AD geeni taustaa

Geneettistä taustaa selvitellään- jatkuvasti ja uusia geenejä on alkanut löytyä. Geeneistä erityisesti kiinnostavia ovat APP ( Kang 1987) ja preseniliinigeenit (Scherrington 1995). Apolipoproteiini E (ApoE)-geeni on myös merkittävä, varsinkin sen alleeli epsilon 4. Lisäksi arvellaan olevan vielä tuntemattomia geeniä sekä polymorfismia altistamassa AD-taudille. LOAD geenin locuksia arvellaan olevan kromosomeissa 10 ja 12.

Kr.12:ssa oleva LOAD-locus sisältää alfa-2 makroglobuliinigeenin ja LDLr-liittyvän geenin. Vielä yksi LOAD- locus on kromosomissa 19 (kr.19q13.2).(Siinä esiinthyvä PIN1 geeni palauttaa fosforyloitunutta tau-proteiinirakennetta ja siten estää parittaisten helikaalisten filamenttien muodostusta (PHF).

Väitöskirja kertoo merkitsevistä tekijöistä mielenkiintoisesti

APP- proteiini on membraanissa sijaitseva I-tyypin glykoproteiini (gp), jolla on monta isoformia. Kaikkein eniten esiintyy niitä isoformeja, joissa on seuraavat määrät aminohappoja: 695, 751 ja 770 aminohappoa. APP on jäsen suuressa proteiiniperheessä jotka proteiinit ovat amyloidin edeltäjän kaltaisia (the amyloid precursor like proteins” (APLPs). APP esiintyy yleisesti kehossa. Sitä kypsyy endoplasmisessa retikulumissa ja Golgin laitteessa ja kulkeutuu plasmakalvoon. Kaksi pitempää APP isoformia sisältää KPI region (Kuniz protease inhibitor) ja niitä esiintyy ei-neuronaalisoluissa tavallisimmin. Tyyppiä APP695 on eniten hermosoluissa (Rohan 1995).

APP geeni (Kr.21q21)

Abeetta-peptidin löytö neuriittiplakeista johti löytämään taustalla olevan geenin, joka koodasi tätä esiamyloidista proteiinia APP ( amyloid precursor protein) . APP geeni löytyi kromosomista 21 (21q21; Kang 1987). Kun se oli löydetty, sille löydettiin mutanttimuotoja. Nyt tunnetaan yhdeksän AD-tautia aiheuttavaa APP-geenin mutaatiota.(http://www.molgen.ua.ac.be/A/Dmutations ).

Useimat familiaalisen AD-taudin aiheuttavista mutaatioista sijaitsee lähellä Abeetta domaania ja johtavat Abeetta42 produktioon (Johnston 1994). Näitten kertymä ja sakkautuminen on alkuaskel AD-taudissa.

Mutaation lisäksi saattaa samaa kertymää aiheuttaa APP-proteiinin liikaesiintymä sinänsä. (Tämän täytyy olla geenisäätöinen)

Downin oireyhtymässä sairastuu yksilöt noin 40 vuoden iässä helposti AD-tautiin. Tähän lie syy trisomiasssa, koska näin on ekstrakopio APP-geeniä olemassa. Extrakopion takia kehittyy ylimäärät Abeettaa (Tokuda 1997).

APP geeni on sellaisen promoottorin kontrolloma, josta puuttuu tavalliset TATA ja CAAT- tunnussekvenssit, joita yleensä eukarytoottisilla promoottoreilla esiintyy. Promoottori on GC-pitoista. Transkription alkukohdasta ylävirtaan transkriptiotekijät SP-1 ja AP-1 pystyvät tunnistamaan promoottorin. Hiuspinnisilmukoitakin esiintyy. Geenisäätelyyn ilmeisesti osallistuu runsaasti tekijöitä.

Knock out- hiiri, jolta puuttuu APP geeni on pienehkö ja liikunnan aktiviteetti, lokomotioaktiviteetti on laskenut (Zheng 1996). Jos on ”Double knock” APP ja APLP2 puute, koe-eläin ei ole elinkykyinen tai sen tasapaino ja voimat jäävät kehittymättä (von Koch 1997).

APLP2 muoto on fysiologisesti merkitsevin (Heber 2000).

APP fysiologiset funktiot

Nämä lienevät seuraavat: neuronisolun sisäinen axonaalinen kuljetus, ( tämä on normaalisti hyvin nopea tapahtuma ja nopeuden lasku tässä kuljetuksessa on kriittinen seikka); neuriitin kasvu, migraatio ja elossapysyminen, synapsin muodostus, geenin säätely (Gunawardena 2001).

Erittyvä normaali liukoinen sAPP voi omata osaa aikuisen neurogeneesissä. Se sitoutuu EGF-reagoiviin soluihin subventrikulaarisessa vyöhykkeessä aikuisaivossa. Progeniittorisolujen määrä voi nousta ja proliferaatio edistyy (Caille 2004).

Preseniliinigeenin (PS1 ja PS2) löytyminen

On löydetty myös erään hyvin aggressivisen AD-taudin muoto ja sitä vastaava geenilocus paikallistettiin (1992 Schellenberg) kromosomiin 14. ( Kr14q24.3.).Tästä geenistä on havaittu olevan 111 erilaista AD-tautia aiheuttavaa mutaatiota. Geeniä merkitään preseniliini-1 geeniksi (PS1).

Sen jälkeen löydettiin ykköskromosomista Kr.1q42.1 asemasta preseniliini-2 geeni (PS2). Näillä geeneillä on sekvenssihomologiaa ( 67 %) . (Levey-Lahad 1995). Tällä geenillä on mutaatioita ainakin 10. PS-geenimuutatiot ovat usein penetroivia ja johtavat preseniiliin tautimuotoon (alle 65 vuotiailla). Mainitaan mutantti PS1 L166P, joka johtaa tautiin aikuisiässä.

APP prosessoituminen eri kohdista pilkkovien sekretaasien avulla

Alfa-, beta- ja gamma-sekretaasit voivat pilkkoa APP-molekyylin osiin.
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0014579300020767

Normaali pilkkoutuminen

APP normaalisti pilkkoutuessaan antaa paloina ekstrasellulaarisen liukoisen NTF (sAPP) peptidin ja intrasellulaarinen CTF peptidin sekä p3 peptidin. Proteosomijärjestelmä osallistuu silppuroiman jätteitä. Normaalisti ei jää amyloidogeenistä peptidiä, sillä normaalit entsyymaattiset pilkkoutumiset eivät salli sen muodostua. Samalla on kalvorakenne myös pitänyt yllä ohuuttaan, eikä päinvastoin.

Hyvä kuva netistä joka esittää alternatiivit pilkkoutumistiet. Poimi APP:n normaalit pilkkoutumispätkät ja huomaa mitä kalvo on silloin kun normaalit pätkät siitä ovat poistuneet.

A-sekretaasiaktiivisuus välittyy disintegriinin ja metalloproteinaasien ADAM17/TNFalfakonvertoivan entsyymin (TACE) ja ADAM 10 kautta. Aivoissa esiintyy APP ja ADAM10 ko-ekspressiota, mutta ei ADAM 17. (Marcinkiewicz 2000).

Amyloidipeptidi-jakso

APP proteiini omaa N extrasellulaarisen N-terminaalin, membraanin kautta kulkevan osan ja C-terminaalisen osan sytoplasmassa. Ns amyloidipeptidijakso sijaitsee osittain solun ulkopuolella ja osa siitä menee plasmamembraanin sisään. Jo vuosia sitten on tiedetty sen aminohappojärjestys ja se on seuraava. Tässä luetellaan N terminaalisista 44 aminohappoa., joista ainakin noin 32vasemmalla sijaitsee solun ulkoisesti ja loput solun kalvossa, solun kalvossa olevista mainitaan useita.

VKM/DAEFRHDSGY/EVHHQK/LVFFAEDVGSNKG/AIIGLMVGV/V/IAT/V/IVITL*VML

Alfapilkkoutuminen kohdistuu ekstrasellulääriseen osaan.
Katso tarkemmin : http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0014579300020767
Kohta on viiden essentiellin (KLVFF) aminohappojakson lysiini ( K); poikkiviiva ,

(Beta pilkkoutuminen BACE entsyymillä tapahtuu N-terminaalisesti).(poikkiviivat)

Gammapilkkoutuminen voi olla heterogeeninen, kohdistuu plasmakalvon sisässä olevaan osaan, jossa on hyvin runsaasti essentiellejä aminohappoja. , poikkiviivoja niitten joukossa
Abeetta 42 on ainakin kaksin verroin niin amyloidogeeninen kuin Abeetta 40- pituus.

Abeettapeptidinimensä pätkä saa kun sen N-terminaalipää on betasekretaasilla säilytetty tälle peptidille.

Alfa-sekretaasi

Kun peptidin pilkkominen alkaa, normaalitie on alfa-sekretaasitie, joka irrottaa extrasellulaarisen osan puolelta N-terminaalisen peptidiosan (NTF). ja siitä tulee solubile N-terminal fragment, sAPP, liukoinen ja normaali. Nyt on vielä A tynkää kiinni kalvossa ja solun sisällä on C-terminaali siinä kiinni.

Sitten toimii gamma-sekretaasi normaalisti

Se irrottaa proteolyyttisesti pilkkomalla kalvossa olevan A peptidin jostain kohdasta, ( jossa on paljon essentiellejä valiineja (V) ja muita ess. aminohappoja.) siten , että C-terminaalinen osa (AICD) vapautuu solun sisään ja solusta irtoaa ns.p3 peptidi, pieni, joka ei ole amyloidogeeninen, sillä molemmat päät on sopivan tarkasti pilkottu. Tästä p3 palasta ei ole haittaa, mutta sillä voi olla oma normaalifunktio, se menee extrasellulaaritilaan .

Kun sytoplasman puolelle oli jäänyt AICD ( APP:n intracellulaarinen domaani) eli CTF ( C-terminaalinen fragmentti se lie 83 aminohappoa pitkä

Tämä on ei- amyloidogeeninen pilkkoutuminen.

Tätä alfa ja gammasekretaasin yhteistyötä stimuloi AK-erginen hermojärjestelmä M1 ja M3 reseptorien välityksellä, sekä PKC-entsyymivälitteinen järjestelmä.

APP ja AICD, APLP ja ICDs

APP pilkkoutuu normaalisti gamma-sekretaasilla epsilon kohdasta *kalvoseinämän sisällä, jolloin ”intrasellulaarinen domaani- AICD” (APP intracellulaarinen domaani). irtoa sytoplasmaan. Se voi osallistua transkriptionaaliseen säätelyyn (Notchin tapaan?) (Cao 2001).
(AICD voi tehdä kompleksin nukleaarisen adaptoriproteiinin Fe ja histoniasetyltransferasin Tip60 kanssa stimuloiden transkriptiota solutason tutkimuksissa).
AICD:n täytyy sitten päästää Fe65 irti ja itse hajota edelleen. Fe65 on transkriptiotekijä.

Samoin APLP1 ja APLP2 voivat tuottaa ICD, jotka sitoutuvat Fe65:een ja voivat translokoitua tumaan ja osallistua transkriptioon.

Pitkät APP-muodot, joissa on KPI jakso, voivat osallistua hyytymiskaskadiin, koska KPI on seriiniproteaasin inhibiittori. Aivoissa ei tätä kuitenkaan ilmentynyt paljoakaan.

Beta-sekretaasi (BACE) ja sitten preseniliini (PS)

MUTTA jostain syystä tämä järjestelmä ei pysty käsittelemään kaikkea APP proteiinia, ja toinen entsyymikombinaatio alkaa toimia: Beta-sekretaasi (BACE) pilkkoo suoraan amyloidogeenisen pro- peptidin N-terminaalipäästä siten, että C- terminaali, CTF on 99 aminohappoa sisältäen vielä koko amyloidogeenisen peptidijakson Sitten gammasekretaasi epätarkasti sohaisten C-terminaalipäästä tuottaa heterogeenistä amyloidipeptidiä. erikokoisia Abeeta peptidejä. Amyloidipeptidi on 39-43 aminohapon pituinen. Näistä 42- pituus on varsin amyloidigeeninen .

BACE:n lisäksi on havaittu että preseniliini voi vaikuttaa gammasekretaasifunktioon tai ilman gammasekretaasiakin.

Epsilonkohdaksi sanotaan aminohappojen leusiini 49 ja valiini 50 välistä kohtaa, josta voi tapahtua pilkkoutuminen.(Weidemann 2002). Tämä kohta on jo lähellä plasmamembraanin sisäpintaa ja voi aiheuttaa, että pilkkoutumistuotteet AICD joutuvat sytoplasman puolelle.

Tässä puolestani kommentoin:

Se peptidipätkä, johon preseniliini helposti aiheuttaa pilkkouman on essentiellien aminohappoje sekvenssi. Siin on kokonaista 10 aminohappoa, jotka voidaan saada vain hyvästä ravinnosta. Voisi melkein sanoa, että siinä voi olla ”aukko”.Tai ainakin locus minor resistentiae. Voihan olla energia ja ravitsemustilan heijastumaakin, että kaikenlaista amyloidimassaa kertyy.

Preseniliinistä ja PS1 ja PS2 geenistä

Preseniliinin geenit PS1 ja PS 2 koodavat homologisia proteiineja, joita on kautta kehon, eniten aivoissa ja siellä neuroneissa. Molekyyliä näyttää esiintyvät kautta solun eri osissa, jopa tumassa, tumakalvossa, soluliman mikro-organismeissa ja solukalvossa ja sytoplasmassa, joten sillä lie useita sellulaarisia tehtäviä.

PS1- geenillä on normaali promoottori CAAT, ”heat shock responsive element”, ”polyomavirus enhancer active-3 site”, Ets-1-3 site, monta SP1 kohtaa ja AP2 kohtaa ja CREB sitova kohta.

PS2- geenillä on edellisestä consensuksesta vain multippelit SP1 ja AP2 kohdat. Preseniliini 1 on 467 aminohappoa ja preseniliini 448 aminohappoa. Ne ovat transmembraaniproteiineja, kahdeksan TM domaania ja sytoplasmalenkki 6-7 domaanivälissä. Holoproteiini 44 kDa pilkkoutuu: Lenkin kohta pilkkoutuu ER:ssä muodostaen kaksi derivaattaa NTF 27 kDa ja CTF 17 kDa. Ne muodostavat stabiilin heterodimeerin, joka on biologisesti aktiivi ja sen puoliintumisaika yli 24 tuntia. Ylimäärä holoproteiinia menee proteosomisilppuriin. Heterodimeeri muodostaa massiivisen korkeamolekulaarisen kompleksin joka kasvaa aktiivisuudessa ja on 220-250 kDa.

Familiaalisen AD taudin PS1 mutaatiot ovat osoittautuneet olevan N-terminaalisessa fragmentissa. PS1 geenin puuttuma on letaali.
PS2 geenin puuttuma johtaa lievään kehkofibroosiin ja hemorrhagioihin koe-eläimellä. Postnataalisesti aiheutettu PS1 ja PS2 –knock out hiiressä aiheuttaa synaptisissa NMDA-reseptoreissa ja niiden vasteissa alenemista, lisksi kortikaalista neurodegeneraatiota, aivokammioitten laajenemaa, muistin ja synaptifunktion vikuuntumista. Samalla havaittiin tau-hyperfosforylaatiota, kaspaasiapoptoosia ja neuronaalista atrofiaa.

Yhteenvetona tutkijan tarkoituksista

F Flood selvitteli APP ja PS-geenien normaalia funktiota ja patofysiologiaa ihmisaivojen alueella. Iän lisääntyminen on suurin riskitekijä sporadisissa AD-taudeissa. Lisääntynyt APP expressio taas esim Downin syndroomassa oli tautiin johtavaa. Lisäksi proteosomisilppurin toiminnan inhibitio voisi olla amyloidogeneesin takana. Ei-amyloidogeenisen APP-pilkkoutumisen osuus on tärkeä ja sitä tietä normalisoimalla voi estää AD- muutoksia. Tutkija selvittää amyloidogeenisen ja ei-amyloidogeenisen APP-proteiinin pilkkoutumisen solussa ja kertoo siinä tarvittavista sekretaasi-entsyymeistä ja niiden vaikutuskohdista. Samalla hän selvittää PS ja APP-geenituotteiden varsinaista normaalia funktiota ja tärkeyttä, tarpeellisuutta. Hän tutkii (I ) AD-linkkiytyneitten geenien kortikaalista expressiota ja ikämuutoksia ja suhdetta taudinkuvaan. (Geenit. APP, APPKPI, APLP2, PS1). (II) Tutkija määrittelee miten eri geeniannoksella aiheutetut APP ekspressiot vaikuttavat basaaliseen tai PKC-stimuloituun APP-eritykseen. (III) Erityistutkimuksia mutanttigeeneistä. (IV) Tutkija selvitti preseniliiniproteiinien osuutta neuronaalisessa differentiaatiossa. (V) Normaalin iän mukana proteosomisilppuritoiminta inhiboituu. Tutkija katsoi, onko sillä merkitystä gammasekretaasitien kautta pilkkoutuviin APP proteiineihin. Hän myös katsoi caspaasi-3 entsyymin (apoptoosia aktivoivan proteiinin) osuutta asiassa. Väitöskirja antaa tuoretta tietoa AD taudin taustatekijöiden tutkimuksen nykyisestä vaiheesta ja selventää monia yksityisiä osatekijöitä, joihin tässä suomennoksessa on vain viitattu lyhyesti.

Suositeltavaa luettavaa! kun tiede popularisoituu ja tietämys rakenneproteiinien ja ihmisen syömän biologisesti korkealaatuisen proteiini ja tarvetta vastaavan energiaravinnon assosiaatiosta keskenään lisääntyy, voidaan vaikuttaa aivojen struktuuriin paremmin.

10 februari 2005 19:38

Päivitystä 18. 9.2010.
Päivitystä 29.5. 2015

Sidor

Leta i den här bloggen

Bloggintresserade

Bloggarkiv

Om mig

fredag 11 december 2015

fredag 27 november 2015

Onko kuparin vaje AD-taudissa, Lewyn kappaletaudissa ja CJD taudissa yleisavain vapaitten radikaalien mekanismiin ja oksidatiivisen stressin indusoimaan vaurioon?

KEYWORDS:

torsdag 12 november 2015

Josef Pannee. Mass spectrometric quantification of amyloid-beta in cerebrospinal fluid and plasma- Implication for Alzheimer´s disease.

Maininta hoitomenetelmistä

onsdag 11 november 2015

Onko APP normaaliproteiinimuodossaan vai mutaatiotuotteena?

Miten normaalin APP:n Abeta-jakso muodostuuu ongelmaksi?

AD diagnoosin tekoperusteet ovat:

lördag 7 november 2015

KEYWORDS:

fredag 6 november 2015

Josef Pannee. Mass spectrometric quantification of amyloid-beta in cerebrospinal fluid and plasma- Implication for Alzheimer´s disease.

torsdag 15 oktober 2015

C/T conversion alters interleukin-1A promoter function in a human astrocyte cell line.

Abstract

tisdag 13 oktober 2015

Items: 1 to 20 of 166

Page of 9

Autophagocytosis of mitochondria is prominent in Alzheimer disease.

Abstract

fredag 5 juni 2015

Abstract keväältä 2013

fredag 29 maj 2015

AD geeni taustaa

Väitöskirja kertoo merkitsevistä tekijöistä mielenkiintoisesti

APP geeni (Kr.21q21)

APP fysiologiset funktiot

Preseniliinigeenin (PS1 ja PS2) löytyminen

APP prosessoituminen eri kohdista pilkkovien sekretaasien avulla

Amyloidipeptidi-jakso

Alfa-sekretaasi

Sitten toimii gamma-sekretaasi normaalisti

APP ja AICD, APLP ja ICDs

Beta-sekretaasi (BACE) ja sitten preseniliini (PS)

Tässä puolestani kommentoin:

Preseniliinistä ja PS1 ja PS2 geenistä

Yhteenvetona tutkijan tarkoituksista