Genetische und erbliche Risikofaktoren für die Alzheimer-Krankheit

Die Alzheimer-Krankheit ist eine unheilbare Erkrankung, bei der Gedächtnisverlust und kognitive Fähigkeiten verloren gehen. Mit zunehmender Inzidenz von Alzheimer steigt auch der Drang der Medizin, die Ursache der Krankheit zu entdecken. Ist es genetisch? Wenn ja, was sind die erblichen Risikofaktoren für die Alzheimer-Krankheit?

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Genetische und erbliche Risikofaktoren

Während sich in der Alzheimer-Forschung neue Entdeckungen entwickeln, beginnen Wissenschaftler, Teile des Puzzles bezüglich der Ursache zu ermitteln. Viele wissenschaftliche Entdeckungen weisen auf einen starken Zusammenhang zwischen Alzheimer-Krankheit, Genetik und erblichen Risikofaktoren hin.

Die Alzheimer-Krankheit (AD) wird als komplexe „multifaktorielle“ Störung bekannt. Dies bedeutet, dass Wissenschaftler, obwohl sie nicht genau wissen, wie Alzheimer beginnt, glauben, dass dies durch Umweltbedingungen in Kombination mit genetischen Faktoren verursacht wird (eine andere Art, eine multifaktorielle Störung zu beschreiben).

Alzheimer-Eigenschaften

Um ein solides Verständnis dafür zu haben, wie sich die Genetik auf die Alzheimer-Krankheit auswirkt, ist es wichtig, einige der grundlegenden Fakten über den Krankheitsprozess zu kennen. Wissenschaftler wissen, dass Alzheimer durch die Entwicklung abnormaler Proteine ​​wie der folgenden gekennzeichnet ist:

• Amyloid-Plaques: ein Kennzeichen der Alzheimer-Krankheit im Gehirn. Amyloid-Plaques sind abnormale Proteinfragmente (Beta-Amyloide genannt), die zusammenklumpen und Plaques bilden, die für Neuronen (Nervenzellen) toxisch sind.
• Neurofibrilläre Verwicklungen (Tau-Verwicklungen): Abnormale Strukturen im Gehirn, die durch die Alzheimer-Krankheit verursacht werden und an denen eine Art Protein namens Tau beteiligt ist. Normalerweise hilft Tau dabei, Strukturen zu unterstützen, die als Mikrotubuli bezeichnet werden. Mikrotubuli transportieren Nährstoffe von einem Teil der Nervenzelle zum anderen. Bei der Alzheimer-Krankheit kollabieren die Mikrotubuli jedoch (aufgrund der Fehlbildung ihrer Struktur) und können keine Nährstoffe mehr transportieren, die für eine normale Neuronenfunktion erforderlich sind.

Sowohl Amyloid-Plaques als auch neurofibrilläre Verwicklungen beeinträchtigen die Fähigkeit von Nervenimpulsen, sich von einem Neuron (Gehirnzelle) zu einem anderen zu bewegen. Schließlich verursachen beide Arten abnormaler Proteine ​​(Tau-Verwicklungen und Beta-Amyloid) den Tod der Neuronen. Dies führt zu Gedächtnisverlust, Denkstörungen und schließlich zu Demenz.

Es gibt im Wesentlichen zwei Arten von Alzheimer, einschließlich früh einsetzender und spät einsetzender Alzheimer-Krankheit. Jede Art von AD beinhaltet eine genetische Ursache oder eine genetische Veranlagung (Risiko).

Genetik 101

Um die genetischen und erblichen Risikofaktoren der Alzheimer-Krankheit gründlich zu verstehen, ist es wichtig, mit einigen gebräuchlichen genetischen Begriffen vertraut zu sein. Dazu gehören:

• Erbkrankheit: kann von einer Generation zur nächsten weitergegeben werden
• Genetische Erkrankung: Kann erblich sein oder nicht, aber eine genetische Erkrankung ist immer das Ergebnis einer Veränderung des Genoms
• Genom: Der vollständige DNA-Satz einer Person, der in jeder Körperzelle enthalten ist. Ein Genom ist wie eine Blaupause, die Anweisungen zur Herstellung und Aufrechterhaltung der Funktion jeder Zelle (Organ und Gewebe) im Körper enthält.
• Gen: Ein Segment vererbbarer Informationen aus DNA, die von den Eltern an ihre Kinder weitergegeben werden. Gene haben eine feste Position, organisiert in Einheiten, die als Chromosomen bezeichnet werden. Sie weisen die Zelle in Aufgaben ein, wie man funktioniert, wie man Proteine ​​herstellt und wie man sich selbst repariert.
• Protein: Hergestellt durch Befolgen der Anweisungen aus der genetischen Information - alle Zellen im Körper benötigen Protein, um zu funktionieren. Protein bestimmt die chemische Struktur (Eigenschaften) der Zelle, und Zellen bilden Gewebe und Organe im Körper. Daher bestimmt Protein die Eigenschaften des Körpers.
• DNA (Desoxyribonukleinsäure): Eine Chemikalie, aus der das Doppelhelixmolekül besteht, das für genetische Informationen kodiert. DNA hat zwei wichtige Eigenschaften: Sie kann Kopien von sich selbst erstellen und genetische Informationen enthalten.
• Chromosom: Eine kompakte Struktur (im Zellkern enthalten) mit langen DNA-Stücken, die eng zu einer Packung zusammengerollt sind. Dadurch kann die DNA in die Zelle passen. Die Chromosomen enthalten Tausende von Genen, die genetische Informationen transportieren. Der Mensch hat insgesamt 46 Chromosomen (23 vom Vater und 23 von der Mutter). Mit zwei Chromosomensätzen erbt der Nachwuchs zwei Kopien jedes Gens (einschließlich einer Kopie von jedem Elternteil).
• Genetische Mutation: Eine dauerhafte Veränderung eines Gens, die Krankheiten verursachen und an die Nachkommen weitergegeben werden kann. Die früh einsetzende familiäre Alzheimer-Krankheit beinhaltet Genmutationen auf bestimmten Chromosomen, Nummer 21, 14 und 1.
• Genvariante: Jedes menschliche Genom (vollständiger DNA-Satz) enthält Millionen davon. Varianten tragen zu individuellen Merkmalen bei (wie Haar- und Augenfarbe). Einige Varianten wurden mit Krankheiten in Verbindung gebracht, aber die meisten Varianten sind hinsichtlich ihrer Auswirkungen nicht vollständig verstanden.
• Apolipoprotein E (APOE) -Gen: Ein Gen, das an der Herstellung eines Proteins beteiligt ist, das dabei hilft, Cholesterin (und andere Fette) und Vitamine durch den Körper (einschließlich des Gehirns) zu transportieren. Es gibt drei Arten von APOE-Genen; Die APOE4-Genvariante stellt einen bekannten Hauptrisikofaktor für die spät einsetzende Alzheimer-Krankheit dar. Es befindet sich auf Chromosom 19.

Wie Gene Alzheimer beeinflussen

Gene steuern buchstäblich jede Funktion in jeder Zelle des menschlichen Körpers. Einige Gene bestimmen die Eigenschaften des Körpers, wie die Augen- oder Haarfarbe einer Person. Andere machen es wahrscheinlicher (oder weniger wahrscheinlich), dass eine Person eine Krankheit bekommt.

Es wurden mehrere Gene identifiziert, die mit der Alzheimer-Krankheit zusammenhängen. Einige dieser Gene können das Alzheimer-Risiko erhöhen (diese werden als Risikogene bezeichnet). Andere Gene, von denen die meisten selten sind, garantieren, dass eine Person eine Krankheit entwickelt. Diese werden deterministische Gene genannt.

Präzisionsmedizin

Wissenschaftler arbeiten fleißig daran, genetische Mutationen für die Alzheimer-Krankheit zu identifizieren, in der Hoffnung, individualisierte Methoden zur Vorbeugung oder Behandlung der Störung zu entdecken. Dieser Ansatz wird als „Präzisionsmedizin“ bezeichnet, da er die individuelle Variabilität der Gene einer Person sowie den Lebensstil (Ernährung, Sozialisation und mehr) und die Umwelt (Exposition gegenüber Schadstoffen, toxischen Chemikalien, Hirnverletzungen usw.) untersucht Faktoren).

Genetische Mutationen und Krankheiten

Krankheiten werden häufig durch genetische Mutationen verursacht (eine dauerhafte Veränderung eines oder mehrerer spezifischer Gene). Tatsächlich gibt es nach Angaben der Regierung des Bundesstaates Victoria über 6.000 genetische Störungen, die durch Mutationen in der DNA gekennzeichnet sind.

Wenn eine genetische Mutation, die eine bestimmte Krankheit verursacht, von einem Elternteil geerbt wird, bekommt die Person, die diese Genmutation erbt, häufig die Krankheit.

Beispiele für Krankheiten, die durch eine Genmutation verursacht werden (vererbte genetische Störungen), sind:

• Sichelzellenanämie
• Mukoviszidose
• Hämophilie
• Früh einsetzende familiäre Alzheimer-Krankheit

Es ist wichtig zu beachten, dass eine früh einsetzende familiäre Alzheimer-Krankheit, die durch eine Genmutation verursacht wird, selten ist und einen sehr kleinen Teil derjenigen umfasst, bei denen AD diagnostiziert wird.

Genetik und Spätbeginn

Spät einsetzende Alzheimer-Krankheit

Ein Gen, das stark mit einer Genvariante (Veränderung) verknüpft ist, die das Risiko einer spät einsetzenden Alzheimer-Krankheit erhöht, ist das APOE4-Gen. Wenn eine Veränderung eines Gens das Risiko einer Krankheit erhöht, anstatt sie zu verursachen, wird dies als genetischer Risikofaktor bezeichnet. Obwohl nicht genau klar ist, wie APOE4 das Risiko für AD erhöht, glauben Wissenschaftler, dass das Risiko mit einer Kombination von Faktoren zusammenhängt - einschließlich Umwelt-, Lebensstil- und genetischer Faktoren.

Zu den Umweltfaktoren zählen Rauchen oder die Exposition gegenüber anderen Arten toxischer Substanzen. Lebensstilfaktoren umfassen Ernährung, Bewegung, Sozialisation und mehr.Wenn es um genetische Faktoren geht, haben Forscher kein spezifisches Gen gefunden, das direkt die spät einsetzende Form der Alzheimer-Krankheit verursacht, aber sie wissen, dass das APOE4-Gen das Risiko erhöht, spät an Alzheimer zu erkranken.

Was ist ein Allel?

Ein Allel ist eine Variante eines Gens. Bei der Empfängnis erhält ein Embryo ein Allel eines Gens von der Mutter und ein Allel eines Gens vom Vater. Diese Kombination von Allelen bestimmt genetische Merkmale wie die Farbe der Augen oder Haare einer Person. Das APOE-Gen befindet sich auf Chromosom Nummer 19 und hat drei gemeinsame Allele, darunter:

• APOE-e2: Ein seltenes Allel, von dem angenommen wird, dass es einen gewissen Schutz gegen Alzheimer bietet
• APOE-e3: Ein Allel, das hinsichtlich des Alzheimer-Risikos als neutral angesehen wird. Dies ist das häufigste Allel des APOE-Gens
• APOE-e4: Das dritte Allel, bei dem festgestellt wurde, dass es das Risiko einer Person erhöht, spät an Alzheimer zu erkranken. Eine Person kann null, ein oder zwei APOE4-Allele haben (keine von ihren Eltern erben, ein Allel von einem Elternteil oder ein Allel von jedem Elternteil).

Es ist wichtig zu beachten, dass nicht jeder mit dem APOE4-Allel unbedingt an Alzheimer erkrankt. Dies kann daran liegen, dass neben der genetischen Verbindung zur Krankheit viele Faktoren beteiligt sind, wie z. B. Umwelt- und Lebensstilfaktoren.

Daher ist es einer Person, die das APOE4-Allel des Gens erbt, nicht sicher, an Alzheimer zu erkranken. Andererseits haben viele Menschen, bei denen AD diagnostiziert wird, nicht die APOE4-Form des Gens.

Andere Gene, die mit spät einsetzender Alzheimer-Krankheit in Verbindung stehen

Laut Mayo Clinic wurden neben dem APOE4-Gen mehrere andere Gene mit einem erhöhten Risiko für spät einsetzende Alzheimer-Krankheit in Verbindung gebracht. Diese schließen ein:

• ABCA7: Die genaue Art und Weise, wie es an einem erhöhten AD-Risiko beteiligt ist, ist nicht bekannt, aber es wird angenommen, dass dieses Gen eine Rolle bei der Verwendung von Cholesterin durch den Körper spielt
• CLU: spielt eine Rolle bei der Beseitigung von Beta-Amyloid aus dem Gehirn. Die normale Fähigkeit des Körpers, Amyloid zu entfernen, ist für die Vorbeugung von Alzheimer von entscheidender Bedeutung.
• CR1: Dieses Gen produziert einen Proteinmangel, der zur Entzündung des Gehirns beitragen kann (ein weiteres Symptom, das stark mit Alzheimer zusammenhängt).
• PICALM: Dieses Gen ist an der Methode beteiligt, mit der Neuronen miteinander kommunizieren, um eine gesunde Funktion der Gehirnzellen und eine effektive Bildung von Erinnerungen zu fördern
• PLD3: Die Rolle dieses Gens ist nicht genau bekannt, wurde jedoch mit einem signifikanten Anstieg des AD-Risikos in Verbindung gebracht
• TREM2: Dieses Gen spielt eine Rolle bei der Regulierung der Reaktion des Gehirns auf Entzündungen. Es wird angenommen, dass Varianten von TREM2 das AD-Risiko erhöhen.
• SORL1: Variationen dieses Gens auf Chromosom 11 können mit Alzheimer in Verbindung gebracht werden

Genetik und Frühstart

Die zweite Art der Alzheimer-Krankheit, die als früh einsetzende Alzheimer-Krankheit bezeichnet wird, tritt bei Menschen zwischen 30 und 60 Jahren auf.

Eine Form der früh einsetzenden Alzheimer-Krankheit - die so genannte früh einsetzende familiäre Alzheimer-Krankheit (FAD) - wird von einem Elternteil durch ein sogenanntes autosomal dominantes Muster vererbt. Dies bedeutet, dass nur ein Elternteil die fehlerhafte Kopie des Gens weitergeben muss, damit ein Kind die Störung entwickeln kann. Die Genmutation, die eine früh einsetzende FAD verursacht, ist eine von mehreren Mutationen, die auf den Chromosomen 21, 14 und 1 auftreten.

Wenn die Mutter oder der Vater eines Kindes die genetische Mutation für früh einsetzende FAD trägt, hat das Kind laut dem National Institute on Aging eine 50% ige Chance, die Mutation zu erben. Wenn die Mutation vererbt wird, besteht eine sehr hohe Wahrscheinlichkeit, dass das Kind, das aufwächst, eine früh einsetzende familiäre Alzheimer-Krankheit entwickelt.

Beachten Sie, dass laut Mayo Clinic die genetische Form von Alzheimer im Frühstadium (FAD im Frühstadium) nur bei 1% der mit der Krankheit diagnostizierten Personen auftritt, obwohl Alzheimer in 5% aller Fälle von AD auftreten soll. Mit anderen Worten, einige Fälle von früh einsetzender Alzheimer-Krankheit sind nicht genetisch miteinander verbunden.

Früh einsetzende FAD kann durch eine von mehreren Genmutationen auf Chromosom 21, 14 und 1 verursacht werden, an denen die folgenden Gene beteiligt sind:

• Amyloid-Vorläuferprotein (APP)
• Presenilin 1 (PSEN1)
• Presenilin 2 (PSEN2)

Diese Mutationen verursachen alle die Bildung abnormaler Proteine ​​und spielen vermutlich eine Rolle bei der Produktion von Amyloid-Plaques - ein charakteristisches Symptom für die Alzheimer-Krankheit.

Gentest

Gentests werden häufig durchgeführt, bevor Alzheimer-Forschungsstudien durchgeführt werden. Dies hilft Wissenschaftlern, Menschen mit Genmutationen oder Variationen im Zusammenhang mit Alzheimer zu identifizieren. Dies hilft Wissenschaftlern auch dabei, frühe Veränderungen im Gehirn bei Studienteilnehmern zu erkennen, in der Hoffnung, Forschern die Entwicklung neuer Alzheimer-Präventionsstrategien zu ermöglichen.

Da es so viele andere Faktoren als die Genetik gibt, die beeinflussen, ob eine Person spät an Alzheimer erkrankt oder nicht, sagen Gentests nicht sehr genau voraus, bei wem AD diagnostiziert wird und bei wem nicht.

Aus diesem Grund ist es für die allgemeine Bevölkerung nicht ratsam, Gentests nur aus diesem Grund durchzuführen. Dies ist möglicherweise eher eine unnötige Sorge als eine tatsächliche Risikoprognose.

Ein Wort von Verywell

Es ist wichtig, dass Sie mit Ihrem Arzt sprechen, um fundierten medizinischen Rat zu erhalten, bevor Sie sich für Gentests entscheiden. Die Ergebnisse von Gentests auf Alzheimer sind schwer zu interpretieren. Es gibt auch viele Unternehmen, die bei der Durchführung von Gentests medizinisch nicht kompetent sind oder keine fundierten Ratschläge zur Interpretation von Gentests geben.

Wenn eine Person die genetische Veranlagung für AD hat und Gentests erhält, kann dies ihre Berechtigung zum Abschluss bestimmter Arten von Versicherungen beeinträchtigen, z. B. einer Invalidenversicherung, einer Lebensversicherung oder einer Pflegeversicherung. Das Gespräch mit Ihrem Hausarzt ist der beste erste Schritt, um sicherzustellen, dass Sie Ihre Optionen in Betracht ziehen, bevor Sie Gentests durchführen.

Gentests auf Brustkrebs