Alzheimer hastalığının nedenleri ile ilgili yeni bir teori! Annals of Neurology’de yayımlanan yeni bir çalışma, Alzheimer hastalığının gelişme riski ile ilişkili en erken saptanabilen biyobelirteçlerin ne olabileceğinin tanımlandığını bildirdi. Bulgular, bu yeni potansiyel biyobelirtecin, demansın belirtileri açığa çıkmadan en az on yıl önce beyin omurilik sıvısında (BOS) bulunduğunu ileri sürdü.
CSCIC Barselona Biyomedikal Araştırma Enstitüsü uzmanlarından çalışmanın başyazarı Prof. Dr. Ramon Trullas, elde ettikleri verilerle ilgili şu bilgileri verdi: “Eğer ilk bulgularımız diğer laboratuarlar tarafından tekrarlanabilirse, bunlar Alzheimer hastalığının nedenleri hakkındaki mevcut düşünce şeklimizi değiştirecektir. Bu keşif, preklinik evre süresince uygulanabilecek daha etkili tedaviler için araştırma yapmamıza imkan sağlayabilir.”
Alzheimer hastalığı dünyada önden gelen ölüm nedenleri arasında altıncı sıradadır. Günümüzde, hastalığa kesin olarak tanı koymanın tek yolu, post-mortem nöropatolojik analizdir. Halihazırda bilinen biyobelirteçlerle hastalığın nedeni arasındaki ilişki açık değildir, bu durum hastalığın herhangi bir gerçeklikle preklinik evresine tanı koymayı neredeyse imkansız hale getirmektedir.
CSIC araştırmacıları, BOS’da mitokondriyal DNA (mtDNA) içeriğinde azalmanın Alzheimer hastalığı için preklinik bir belirteç olabileceğini; dahası, direkt olarak nedensellik ilişkisi olabileceğini gösterdiler. Varsayım, BOS’daki azalmış mtDNA düzeylerinin, mitokondrinin beynin nöronlarına güç verme yeteneğindeki azalmayla, onların ölümünü tetiklediğini yansıtıyor. mtDNA konsantrasyonundaki azalma, iyi bilinen biyokimyasal Alzheimer biyobelirteçlerinin (Aß1-42, t-tau, ve p-tau proteinleri) ortaya çıkmasından önce gelmesi, Alzheimer hastalığının patofizyolojik sürecinin daha önce düşünülenden daha erken başladığı ve bu myDNA deplesyonunun hastalık için en erken öngördürücülerden biri olabileceğini ileri sürmektedir.
mtDNA’nın Alzheimer progresyonu ile potansiyel nedensellik ilişkisinin bir araştırmasına imkan vermeye ilave olarak, Alzheimer hastalığının preklinik bir belirtisi olarak mtDNA’nın kullanımı, daha önceki biyokimyasal belirteçler üzerinde önemli bir avantaj sağlamaktadır: bu yeni nükleik asit biyobelirtecinin tespiti, protein tayini il ilişkili teknik zorluklar tarafından engellenmemiştir. mtDNA, gerçek zamanlı kantitatif PCR (qPCR) veya damlacık dijital PCR (ddPCR) tarafından hemen anında ölçülebilir.
mtDNA’nın ölçülmesi
Bu çalışmadan önce, araştırmacılar dolaşımdaki hücresiz mtDNA’nın insan BOS’unda tespit edilebileceğini bildirmemişlerdi. Fakat bu çalışmayla, Prof. Dr. Trullas’ın ekibi MIQE kılavuzlarına bağlı kalarak dikkatlice optimize edip, qPCR kullanarak tekrarlanabilir şekilde mtDNA’yı hem tespit edebildi hem de miktarını ölçebildi. qPCR bulgularının geçerliliğini doğrulamak için, Prof. Dr. Trullas’ın ekibi Bio-Rad Laboratories’in QX100™ Droplet Digital™ PCR sistemini kullandı. qPCR testlerinden farklı olarak, QX100 sistemi hedef DNA moleküllerinin standart eğriye ihtiyaç duymadan mutlak hesaplanmasını sağlar. Ek olarak, BOS analizi için önemli bir faktör de Damlacık Dijital PCR sisteminin, qPCR testleri için gerekli olan, PCR inhibitörlerini çıkarmak için örnek saflaştırması gerektirmemesiydi.
Çalışma sonuçlarını değerlendiren Prof. Dr. Trullas, “Damlacık Dijital PCR başlangıçtaki qPCR ölçümlerimizin geçerliliğini doğrulamamıza imkan sağladı, çünkü tek-molekül düzeyinde bir standart eğriye dayanmayan mutlak ölçüm sağlıyor. Teknoloji daha yaygın olarak hayata geçirildikçe Damlacık Dijital PCR’ın beyin omurilik sıvısında mtDNA’yı tayin etmede gelecek olacağını tahmin ediyoruz.”
Prof. Dr. Trullas, düşük mtDNA düzeylerinin Alzheimer hastalığının muhtemel bir nedeni olarak araştırılması gerektiğini doğrulayarak, diğer laboratuar ve hastanelerin de grubunun araştırma bulgularını başarılı bir şekilde tekrar edebileceğini umuyor. Bu dejenerasyonu bloke etmek için bir yol bularak, hekimler belki Alzheimer hastalığını belirtiler ortaya çıkmadan önce teşhis ve tedavi edebilir.
Makalenin tam metnine aşağıdaki linkten ulaşılabilmektedir:
Abstract
Objective: To identify a novel biochemical marker that precedes clinical symptoms in Alzheimer disease (AD).
Methods: Using quantitative polymerase chain reaction techniques, we measured circulating cell-free mitochondrial DNA (mtDNA) in cerebrospinal fluid (CSF) from study participants, selected from a cohort of 282 subjects, who were classified according to their concentrations of amyloid β1–42, total tau, and phosphorylated tau and by the presence or absence of dementia, into asymptomatic subjects at risk of AD, symptomatic patients diagnosed with sporadic AD, presymptomatic subjects carrying pathogenic PSEN1 mutations, and patients diagnosed with frontotemporal lobar degeneration (FTLD). We performed equivalent studies in a separate validation cohort of sporadic AD and FTLD patients. In addition, we measured mtDNA copy number in cultured cortical neurons from mutant amyloid precursor protein/presenilin1 (APP/PS1) transgenic mice.
Results: Asymptomatic patients at risk of AD and symptomatic AD patients, but not FTLD patients, exhibit a significant decrease in circulating cell-free mtDNA in the CSF. These observations were confirmed in the validation cohort. In addition, presymptomatic subjects carrying pathogenic PSEN1 gene mutations show low mtDNA content in CSF before the appearance of AD-related biomarkers in CSF. Moreover, mtDNA content in CSF discriminates with high sensitivity and specificity AD patients from either controls or patients with FTLD. Furthermore, cultured cortical neurons from APP/PS1 transgenic mice have fewer mtDNA copies before the appearance of altered synaptic markers.
Interpretation: Low content of mtDNA in CSF may be a novel biomarker for the early detection of preclinical AD. These findings support the hypothesis that mtDNA depletion is a characteristic pathophysiological factor of neurodegeneration in AD. Ann Neurol 2013
YAZIYI PAYLAŞ