Genetische und erbliche Risikofaktoren für die Alzheimer-Krankheit

Die Alzheimer-Krankheit ist eine unheilbare Erkrankung, die den Verlust des Gedächtnisses und der kognitiven Fähigkeiten mit sich bringt. Da die Inzidenz von Alzheimer weiter ansteigt, steigt auch der Drang nach der medizinischen Wissenschaft, die Ursache der Krankheit zu entdecken. Ist es genetisch bedingt? Wenn ja, was sind die erblichen Risikofaktoren der Alzheimer-Krankheit?

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Genetische und erbliche Risikofaktoren

Während sich neue Entdeckungen in der Alzheimer-Forschung entwickeln, beginnen Wissenschaftler, Puzzleteile 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 Erkrankung bekannt. Das bedeutet, dass, obwohl Wissenschaftler nicht genau wissen, wie Alzheimer beginnt, sie glauben, dass es durch Umwelteinflüsse in Kombination mit genetischen Faktoren verursacht wird (eine andere Art, eine multifaktorielle Erkrankung zu beschreiben).

Alzheimer-Eigenschaften

Um ein solides Verständnis dafür zu haben, wie die Genetik die Alzheimer-Krankheit beeinflusst, ist es wichtig, einige der grundlegenden Fakten über den Krankheitsprozess zu kennen. Was Wissenschaftler wissen ist, dass Alzheimer durch die Entwicklung von abnormalen Proteinen wie den folgenden gekennzeichnet ist:

• Amyloid-Plaques: ein typisches Zeichen der Alzheimer-Krankheit im Gehirn. Amyloid-Plaques sind abnormale Proteinfragmente (so genannte Beta-Amyloide), die zusammenklumpen und Plaques bilden, die für Neuronen (Nervenzellen) toxisch sind.

• Neurofibrilläre Tangles (Tau-Tangles): abnorme Strukturen im Gehirn, die durch die Alzheimer-Krankheit verursacht werden und an denen eine Art von Protein namens Tau beteiligt ist. Normalerweise hilft Tau dabei, Strukturen zu unterstützen, die als Mikrotubuli bezeichnet werden. Mikrotubuli dienen dazu, Nährstoffe von einem Teil der Nervenzelle zum anderen zu transportieren. Aber bei der Alzheimer-Krankheit kollabieren die Mikrotubuli (aufgrund der Fehlbildung ihrer Struktur) und sind nicht mehr in der Lage, Nährstoffe zu transportieren, die für eine normale Neuronenfunktion erforderlich sind.

Sowohl Amyloid-Plaques als auch neurofibrilläre Knäuel beeinträchtigen die Fähigkeit von Nervenimpulsen, von einem Neuron (Gehirnzelle) zu einem anderen zu gelangen. Schließlich verursachen beide Arten von abnormalen Proteinen (Tau-Tangles und Beta-Amyloid) den Tod der Neuronen. Dies führt zu Gedächtnisverlust, Störungen der Denkfähigkeiten und führt schließlich zu Demenz.

Es gibt im Wesentlichen zwei Arten von Alzheimer-Krankheit, 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 gängigen genetischen Begriffen vertraut zu sein, darunter:

• Erbkrankheit: kann von Generation zu Generation weitergegeben werden

• Genetische Krankheit: kann erblich sein oder nicht, aber eine genetische Krankheit ist immer das Ergebnis einer Veränderung des Genoms

• Genom: ein vollständiger DNA-Satz einer Person, der in jeder Körperzelle enthalten ist. Ein Genom ist wie ein Bauplan, der Anweisungen zur Herstellung und Aufrechterhaltung der Funktion jeder Zelle (Organ und Gewebe) im Körper enthält.

• Gen: ein Segment vererbbarer Informationen, das aus DNA besteht und von den Eltern an ihre Kinder weitergegeben wird. Gene haben eine feste Position und sind in Einheiten verpackt, die als Chromosomen bezeichnet werden. Sie weisen die Zelle in Aufgaben an, wie zum Beispiel, wie sie funktioniert, wie sie Proteine herstellt und wie sie sich selbst repariert.

• Protein: Hergestellt nach den Anweisungen der genetischen InformationAlle Zellen des Körpers 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 der

• DNA (Desoxyribonukleinsäure): eine Chemikalie, die das Doppelhelix-Molekül bildet, das die genetische Information kodiert. DNA hat 2 wichtige Eigenschaften: Sie kann Kopien von sich selbst erstellen und genetische Informationen tragen.

• Chromosom: eine kompakte Struktur (im Zellkern enthalten) mit langen DNA-Stücken, die eng zu einem Paket gewickelt sind. Dadurch kann die DNA in die Zelle passen. Die Chromosomen enthalten Tausende von Genen, die dazu dienen, genetische Informationen zu tragen. Der Mensch besitzt insgesamt 46 Chromosomen (23 vom Vater und 23 von der Mutter). Bei 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 (kompletter DNA-Satz) enthält Millionen davon. Varianten tragen zu individuellen Merkmalen (wie Haar- und Augenfarbe) bei. 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 hilft, Cholesterin (und andere Fette) und Vitamine durch den Körper (einschließlich des Gehirns) zu transportieren. Es gibt drei Arten von APOE-Genen; die Genvariante APOE4 stellt einen bekannten Hauptrisikofaktor für die spät einsetzende Alzheimer-Krankheit dar. Es befindet sich auf Chromosom 19.

Wie Gene die Alzheimer-Krankheit beeinflussen

Gene steuern buchstäblich jede Funktion in jeder der menschlichen Körperzellen. Einige Gene bestimmen die Eigenschaften des Körpers, wie zum Beispiel die Augen- oder Haarfarbe einer Person. Andere erhöhen die Wahrscheinlichkeit (oder weniger wahrscheinlich), dass eine Person eine Krankheit bekommt.

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

Präzisionsmedizin

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

Genetische Mutationen und Krankheiten

Krankheiten werden häufig durch genetische Mutationen (eine dauerhafte Veränderung eines oder mehrerer bestimmter Gene) verursacht. 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, wird die Person, die diese Genmutation erbt, oft die Krankheit bekommen.

Beispiele für Krankheiten, die durch eine Genmutation verursacht werden (erbliche 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 Late-Onset

Spät einsetzende Alzheimer-Krankheit

Ein Gen, das stark mit einer Genvariante (Veränderung) verbunden 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 einer Alzheimer-Erkrankung erhöht, glauben Wissenschaftler, dass das Risiko mit einer Kombination von Faktoren verbunden ist, darunter Umwelt-, Lebensstil- und genetische Faktoren.

Umweltfaktoren beinhalten Dinge wie Rauchen oder die Exposition gegenüber anderen Arten von giftigen Substanzen. Lebensstilfaktoren beinhalten Ernährung, Bewegung, Sozialisation und mehr. Wenn es um genetische Faktoren geht, haben die Forscher kein spezifisches Gen gefunden, das direkt die spät einsetzende Form der Alzheimer-Krankheit verursacht, aber sie wissen, dass das APOE4-Gen das Risiko für eine spät einsetzende Alzheimer-Krankheit erhöht.

Was ist ein

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 Augen- oder Haarfarbe 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 vor 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, von dem identifiziert wurde, dass es das Risiko einer Person erhöht, an Alzheimer zu erkranken. Eine Person kann null, ein oder zwei APOE4-Allele haben (keine Vererbung von ihren Eltern, ein Allel von einem Elternteil oder ein Allel von jedem Elternteil).

Es ist wichtig zu beachten, dass nicht jeder mit dem APOE4-Allel notwendigerweise Alzheimer bekommt. Dies kann daran liegen, dass neben der genetischen Verbindung mit der Krankheit viele weitere Faktoren involviert sind, wie Umwelt- und Lebensstilfaktoren.

Daher ist eine Person, die das APOE4-Allel des Gens erbt, nicht sicher, an Alzheimer zu erkranken. Auf der anderen Seite haben viele Menschen, bei denen AD diagnostiziert wird, nicht die APOE4-Form des Gens.

Andere Gene im Zusammenhang mit spät einsetzender Alzheimer-Krankheit

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

• ABCA7: Die genaue Art und Weise, in der 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 Entfernung von Beta-Amyloid aus dem Gehirn. Die normale Fähigkeit des Körpers, Amyloid zu löschen, ist für die Prävention von Alzheimer von entscheidender Bedeutung.

• CR1: Dieses Gen erzeugt einen Proteinmangel, der zu einer Entzündung des Gehirns beitragen kann (ein weiteres Symptom, das stark mit Alzheimer verbunden ist).

• PICALM: Dieses Gen ist an der Methode beteiligt, mit der Neuronen miteinander kommunizieren, wodurch eine gesunde Funktion der Gehirnzellen und eine effektive Gedächtnisbildung gefördert werden

• PLD3: Die Rolle dieses Gens ist nicht gut verstanden, aber es wurde mit einem signifikanten Anstieg des AD risk-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 könnten mit Alzheimer in Verbindung gebracht werden

Genetik und Early-Onset

Die zweite Art der Alzheimer-Krankheit, die frühe Alzheimer-Krankheit genannt wird, tritt bei Menschen zwischen Mitte 30 und Mitte 60 auf.

Eine Form der früh einsetzenden Alzheimer-Krankheit, die als früh einsetzende familiäre Alzheimer-Krankheit (FAD) bezeichnet wird, wird von einem Elternteil durch ein so genanntes autosomal-dominantes Muster vererbt. Dies bedeutet, dass nur ein Elternteil die defekte Kopie des Gens weitergibt, damit ein Kind die Krankheit entwickelt. 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 eine 50%ige Chance, die Mutation zu erben, laut dem National Institute on Aging. Wenn die Mutation dann vererbt wird, besteht eine sehr hohe Wahrscheinlichkeit, dass das Kind heranwächst und eine früh einsetzende familiäre Alzheimer-Krankheit entwickelt.

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

Eine früh einsetzende FAD kann durch eine von mehreren Genmutationen auf den Chromosomen 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 von abnormalen Proteinen und es wird angenommen, dass sie eine Rolle bei der Produktion von Amyloid-Plaques spielen, einem charakteristischen Symptom der Alzheimer-Krankheit.

Gentest

Gentests werden oft durchgeführt, bevor Alzheimer-Forschungsstudien durchgeführt werden. Dies hilft Wissenschaftlern, Menschen mit Genmutationen oder -variationen zu identifizieren, die mit Alzheimer in Verbindung stehen. Dies hilft den Wissenschaftlern auch, frühe Veränderungen im Gehirn der Studienteilnehmer zu erkennen, in der Hoffnung, Forscher in die Lage zu versetzen, neue Strategien zur Prävention von Alzheimer zu entwickeln.

Da neben der Genetik noch so viele andere Faktoren eine Rolle spielen, ob eine Person an Alzheimer erkrankt oder nicht, können genetische Tests nicht sehr genau vorhersagen, bei wem AD diagnostiziert wird und bei wem nicht.

Aus diesem Grund ist es für die Allgemeinbevölkerung nicht ratsam, allein aus diesem Grund Gentests in Anspruch zu nehmen. Es kann eher eine unnötige Sorge als eine tatsächliche Risikovorhersage darstellen.

Ein Wort von Verywell

Es ist wichtig, mit Ihrem Arzt zu sprechen, um fundierten medizinischen Rat einzuholen, bevor Sie sich für einen Gentest entscheiden. Die Ergebnisse genetischer Tests auf Alzheimer sind schwer zu interpretieren. Es gibt auch viele Unternehmen, die für die Durchführung von Gentests medizinisch nicht kompetent sind oder keine fundierten Ratschläge zur Interpretation von Gentests bieten.

Wenn eine Person die genetische Veranlagung für AD hat und genetische Tests erhält, könnte dies ihre Berechtigung zum Abschluss bestimmter Versicherungen wie Invalidenversicherung, Lebensversicherung oder Pflegeversicherung beeinträchtigen. Ein Gespräch mit Ihrem Hausarzt ist der beste erste Schritt, um sicherzustellen, dass Sie Ihre Optionen in Betracht ziehen, bevor Sie einen Gentest durchführen.