Z. Krištofiková a D. Řípová AD centrum Psychiatrické centrum Praha

1. Budou komplexy peptidů amyloidu ß s mitochondriálními enzymy novými bioindikátory Alzheimerovy demence? Z. Krištofiková a D. Řípová AD centrum Psychiatrické centrum Praha

2. Demence Alzheimerova typu (AD): • příčiny nemoci zatím neznámé, klíčovou roli v rozvoji hrají peptidy amyloidu ß (Aß) • klasická hypotéza AD založená na účincích extracelulár-ního Aß (nerozpustný oligomerizovaný a agregovaný fragment 1-42, senilní plaky) • modifikovaná hypotéza AD založená na účincích intraneuronální akumulace Aß (toxické jsou i rozpustné oligomery) interakce s mitochondriemi a jejich následné poškození předchází extracelulární akumulaci agregovaného Aß

3. Poškození mitochondrií vede k úbytku synapsí

4. Mechanizmy interakce Aß s mitochondrií nejsou ještě detailně prozkoumány Hypotéza kaskády vedoucí k AD: • intracelulární Aß vyvolá zvýšené otevření mitochondriálních pórů  únik některých enzymů z mitochondriální matrice do cytozolu  vytvoření komplexu s Aß  interakcí je aktivita enzymů inhibována • kompenzační odpovědí je zvýšená exprese těchto enzymů • intracelulární Aß, volný cytozolický enzym i jejich vzájemný komplex toxické  apoptóza

5. 17ß-hydroxysteroidová dehydrogenáza typu 10 (ERAB) • multifunkční enzym mitochondriální matrice, v cytozolu zdravých lidí nedetekovatelný • experimenty in vitro: vysokoafinitní vazba s Aß(Kd: 40 – 70 nM) • experimenty in vivo: v mozku lidí s AD zvýšená exprese v neuronech COR a HPC a v aktivovaných astrocytech v mozku transgenních myší (lidské APP) také zvýšená exprese enzymu • enzym detekovatelný v cytozolu

6. Monomer lidského enzymu (funkční je tetramer) Smyčka D je důležitá pro interakci s Aß (zelená barva) (převzato z BMC Genomics, 2006, 7: 202)

7. Diagnostika AD • Definitivní diagnóza AD postmortem: histologická analýza mozkové tkáně (extracelulární plaky a intracelulární neurofibrilární klubka) • Klinická diagnóza pravděpodobné AD in vivo: zobrazovací metody, kognitivní testy a biochemická analýza tělních tekutin (např. likvor, sérum, moč apod.)

8. Biologické indikátory (markery) AD: • test by měl být: schopný detekovat základní rysy AD patologie (nyní senzitivita > 85%, specificita > 75-85%), platný i u histologicky potvrzených případů, přesný a spolehlivý, neinvazivní, lehce měřitelný a levný • klasický triplet v likvoru: koncentrace Aß 1-42 (↓), celkového proteinu τ (↑)a hyperfosforylovaného τ(↑), kombinace zlepšuje přesnost diagnózy • ideální bioindikátor AD zatím nebyl objeven (selhává odlišení od ostatních typů demence, není monitorovaný průběh nemoci, nejsou zachyceny změny zejména v raném stádiu)

9. Cíl projektu:(grant IGA MZ ČR 2007 – 2009) zjistit, zda by stanovení koncentrací enzymu nebo jeho komplexu s Aß v likvoru pacientů s AD mohlo být použito jako bioindikátor nemoci (optické biosenzory, ELISA, Western blot)

10. Specificita • u enzymu < 100% ↑ exprese v mozku lidí s AD a Downem (He et al., Brain Res. 1040, 2005, 29-35) ↑ mRNA v HPC lidí s AD a SCHIZ (AD centrum, nepublikováno) MID ? • vyšší specificita u komplexu s Aß (detekční limity ?)