Gemeinsame genetische Variante kann das Gehirn altern

Forscher haben eine gemeinsame genetische Variante identifiziert, die die normale Gehirnalterung stört und die Anfälligkeit für Alzheimer und andere neurodegenerative Erkrankungen erhöhen kann.
Die Forscher finden, dass zwei schlechte Kopien des TMEM106B-Gens die Alterung des Gehirns beschleunigen können.

In einer neuen Studie fanden Forscher heraus, dass ältere Erwachsene, die zwei "schlechte" Kopien des Gens TMEM106B besaßen, im frontalen Kortex - der Gehirnregion, die mit höheren kognitiven Funktionen assoziiert ist - eine stärkere Alterung zeigten als jene mit zwei normalen Kopien des Gens.

Study Co-Leiter Herve Rhinn, Ph.D. - Assistenzprofessor für Pathologie und Zellbiologie am Taub-Institut für Alzheimer und das alternde Gehirn am Columbia University Medical Center (CUMC) - und Kollegen sagen, dass ihre Studie darauf hindeutet, dass TMEM106B könnte ein Biomarker für das Altern im Gehirn sein, und das Gen könnte sogar ein Ziel für neue Medikamente für neurodegenerative Erkrankungen sein.

Die Ergebnisse des Teams wurden kürzlich in der Zeitschrift veröffentlicht Zellsysteme.

In einer Reihe von Studien wurden spezifische Gene identifiziert, die bei neurodegenerativen Erkrankungen eine Rolle spielen. Eine, die viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen hat, ist Apolipoprotein E (APOE), das mit einem erhöhten Risiko für Alzheimer-Krankheit in Verbindung gebracht wurde.

Nach Rhinn spielen diese Gene jedoch nur eine geringe Rolle. "Der mit Abstand größte Risikofaktor für neurodegenerative Erkrankungen ist das Altern. Mit zunehmendem Alter verändert sich im Gehirn etwas, das Sie anfälliger für Gehirnerkrankungen macht", sagt er. "Das brachte uns zum Nachdenken: Was treibt genetisch gesehen die gesunde Gehirnalterung voran?"

Biologisches vs. chronologisches Gehirnalter

Um diese Frage zu beantworten, analysierten Rhinn und Kollegen das autopsierte Gehirngewebe von 1.904 Personen, die frei von neurodegenerativen Erkrankungen waren.

Die Forscher untersuchten das Transkriptom - den Bereich der Boten-RNA-Moleküle, die ursprünglich durch Genexpression erzeugt wurden - jeder Gewebeprobe, mit der sie die Gehirnbiologie der Probanden in verschiedenen Altersstufen bestimmen konnten.

Das Team verglich dann das Transkriptom der Gehirngewebeprobe jeder Person mit dem durchschnittlichen Transkriptom altersangepasster Individuen und suchte nach etwa 100 Genen, deren Expression mit dem Alter ansteigt oder abfällt.

Als Ergebnis konnten die Forscher den Unterschied zwischen dem biologischen Alter und dem chronologischen Alter des frontalen Kortex einer Person bestimmen.

Biologisches Alter bezieht sich auf ein geschätztes Alter basierend auf dem Aussehen, während chronologisches Alter sich auf das tatsächliche Alter bezieht.

Als nächstes analysierte das Team das Genom jedes Subjekts mit dem Ziel, genetische Varianten zu identifizieren, die mit Unterschieden im biologischen und chronologischen Alter assoziiert waren.

Schlechte TMEM106B-Varianten können den frontalen Kortex um 12 Jahre altern lassen

Die Forscher fanden heraus, dass Varianten des Gens TMEM106B - das in etwa zwei Dritteln der Allgemeinbevölkerung vorhanden ist - eine bedeutende Rolle bei der Alterung des Gehirns spielen.

Laut Rhinn und Kollegen besitzt etwa ein Drittel der Allgemeinbevölkerung zwei Kopien von TMEM106B, während ein weiteres Drittel eine Kopie besitzt.

Sie erklären, dass das Gen bis zum 65. Lebensjahr die Gehirnalterung nicht beeinflusst.

"Bis dahin sind alle im gleichen Boot, und dann gibt es einen noch zu definierenden Stress, der einsetzt", sagt Co-Leiterin der Studie, Asa Abeliovich, Ph.D., Professorin für Pathologie und Neurologie am Taub-Institut. "Wenn Sie zwei gute Kopien des Gens haben, reagieren Sie gut auf diesen Stress. Wenn Sie zwei schlechte Kopien haben, altert Ihr Gehirn schnell."

Im Detail fanden die Forscher heraus, dass ältere Erwachsene, die zwei schlechte Kopien von TMEM106B besaßen, einen frontalen Kortex hatten, der biologisch 12 Jahre älter war als der von Individuen, die zwei normale Kopien des Gens hatten.

Die Studie offenbarte eine weitere Variante des Progranulin-Gens, die ebenfalls an der Alterung des Gehirns beteiligt zu sein scheint, aber das Team stellt fest, dass die Wirkung dieser Variante nicht so stark war wie die der TMEM106B-Varianten.

Während die Forscher die Rolle, die diese genetischen Varianten bei neurodegenerativen Erkrankungen spielen, nicht identifizieren können - da die Forschung gesundes Gehirngewebe untersucht hat - wirft die Studie ein Licht auf die möglichen zugrunde liegenden Prozesse.

"[...] Es ist in gesundem Gewebe, dass Sie anfangen, Krankheit zu bekommen. Es scheint, dass, wenn Sie diese genetischen Varianten haben, Gehirnalterung beschleunigt und die Anfälligkeit für Gehirnerkrankung erhöht. Und umgekehrt: wenn Sie Gehirnerkrankung haben, beschleunigt die Krankheit Gehirn Altern. Es ist ein Teufelskreis. "

Asa Abeliovich, Ph.D.

Weitere Studien sind erforderlich, aber die Forscher glauben, dass ihre Ergebnisse den Weg für Strategien zur Prävention und Behandlung von neurodegenerativen Erkrankungen ebnen könnten.

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