Międzynarodowe badanie prowadzone przez Laboratorium Fizjologii Molekularnej na Wydziale Medycyny i Nauk Przyrodniczych UPF (MELIS) ​​identyfikuje nowe geny, które modulują toksyczność białka β-amyloidu, odpowiedzialnego za wywoływanie choroby Alzheimera.

Łącząc biologię molekularną, genomikę i techniki bioinformatyczne, zidentyfikowano 238 genów chroniących przed toksycznością amyloidu lub genów aktywujących. Wśród nich wyróżnia się gen Surf4. Bierze udział w regulacji wewnątrzkomórkowego wapnia i poprzez zwiększenie toksyczności białka β-amyloidu przyczynia się do rozwoju choroby.

Każdego roku na całym świecie diagnozuje się 10 milionów nowych przypadków demencji. Spośród nich 7 na 10 jest spowodowanych chorobą Alzheimera. Choroba ta rozwija się z wiekiem, kiedy białko β-amyloidowe – małe białko wydzielane przez neurony – zaczyna się nieprawidłowo fałdować i gromadzić w mózgu, co ma działanie neurotoksyczne. Na chwilę obecną nie ma skutecznego leczenia zapobiegającego agregacji białka β-amyloidu i neurotoksyczności.

W badaniu opublikowanym w Międzynarodowy Dziennik Nauk MolekularnychNaukowcy zidentyfikowali w drożdżach 238 genów, podobnych do ludzkich, które regulują chorobę Alzheimera. Spośród nich 81 zwiększa toksyczność białka β-amyloidu, a 157 chroni przed tą toksycznością komórkową.

Analiza bioinformatyczna wykazała, że ​​większość z 238 zidentyfikowanych genów bierze udział w aktywności mitochondriów, translacji białek i wewnątrzkomórkowej regulacji wapnia. W tym ostatnim procesie, w którym bierze udział duża część zidentyfikowanych genów, wyróżnia się gen Surf4, którego białko reguluje wnikanie wapnia do wnętrza komórki i wykazano, że zwiększa toksyczność białka β-amyloidu, przyczyniając się do choroba Alzheimera.

Według koordynatora badania, Francisco J. Muñoza, „wapń jest jednym z najważniejszych przekaźników przekazujących informacje z zewnątrz do wewnątrz komórek. Bierze udział w prawie wszystkich funkcjach komórki. wnikanie wapnia i przerywa zależne od niego procesy komórkowe, neurony nie mogą funkcjonować i stają się bardzo wrażliwe na toksyczność amyloidu”.

Identyfikacja SURF4 jako akceleratora uszkodzenia toksycznego białka β-amyloidu otwiera drzwi do identyfikacji nowych celów terapeutycznych, które regulują toksyczność amyloidu w chorobie Alzheimera.

Aby zidentyfikować geny regulujące chorobę Alzheimera, przeanalizowano kolekcję 5154 mutantów drożdży Saccharomyces cerevisiae, których genom jest bardzo podobny do genomu ludzkiego, i wyeliminowano ekspresję genu. Każdy z tych mutantów krzyżowano z innymi drożdżami tego samego szczepu, które nadeksprymują ludzkie białko β-amyloidowe, a żywotność tych komórek analizowano przez kilka dni. Ponadto przeprowadzono analizę eksploracji tekstu, aby zidentyfikować inne geny związane z regulacją toksyczności białka β-amyloidu.