Alzheimerova choroba: Ochrana „elektrárne“ buniek môže byť impulzom pre novú liečbu
Zranenie mitochondrií - malých elektrární vo vnútri buniek, ktoré im dodávajú energiu - vyvoláva udalosti, ktoré sa vyskytujú na začiatku Alzheimerovej choroby, a môže predstavovať sľubný cieľ liečby.
Takže uzatvára nová štúdia publikovaná v časopise Alzheimerova choroba a demencia to ukazuje, ako oligomérny amyloid beta - vysoko toxický proteín - narúša mitochondrie.
Štúdia tiež odhaľuje, ako môže predbežná úprava chrániť ľudské mozgové bunky pred takýmto poškodením.
„Mitochondrie,“ hovorí hlavný autor Dr. Diego Mastroeni, odborný asistent na Arizonskej štátnej univerzite v Tempe, „sú hlavným zdrojom energie v mozgových bunkách a ukázalo sa, že nedostatky v energetickom metabolizme sú jednou z prvých udalostí Alzheimerovej choroby. patobiológia. “
Alzheimerova choroba je zničujúce ochorenie, ktoré ničí mozgové tkanivo a oberá ľudí o schopnosť myslieť, pamätať si, rozhodovať sa, socializovať sa a žiť nezávisle.
Je to najbežnejšia forma demencie a šiesta najčastejšia príčina smrti v USA, kde má tento stav viac ako 5 miliónov ľudí.
Záťaž Alzheimerovej choroby v USA rastie so starnutím populácie. Náklady na Alzheimerovu chorobu a ďalšie demencie majú v období rokov 2017 až 2050 stúpať z 259 miliárd dolárov na 1,1 bilióna dolárov.
Ako postupuje, choroba mení biológiu a chémiu mozgu, čo vedie k zániku nervových buniek alebo neurónov a zmenšovaniu tkanív.
V súčasnosti neexistuje žiadna liečba alebo účinná liečba, ktorá by významne spomalila progresiu Alzheimerovej choroby.
Je známe, že príznaky skorej zmeny tkaniva sú prítomné skôr, ako sa objavia príznaky správania Alzheimerovej choroby; napriek niektorým silným teóriám však presné príčiny zostávajú záhadou.
Amyloid beta a Alzheimerova choroba
Dominantná teória o pôvode Alzheimerovej choroby navrhuje, aby hromadenie lepkavých proteínových fragmentov nazývaných amyloid beta spustilo reťazec udalostí v mozgu, ktoré vedú k ochoreniu.
Hlavným dôkazom na podporu tejto amyloidovej teórie je, že pitvy mozgu ľudí, ktorí zomreli na Alzheimerovu chorobu, majú dva charakteristické typy abnormálnej akumulácie bielkovín: spletence vo vnútri buniek a plaky medzi bunkami.
Tieto charakteristické znaky Alzheimerovej choroby sa našli hlavne v hipokampe, neokortexe a ďalších častiach mozgu, ktoré sedia pod kôrou a sú dôležité pre myslenie, pamäť a učenie.
Avšak keďže sa výskum hlbšie zaoberal ochorením a jeho možnými príčinami, objavili sa problémy s teóriou amyloidu, tvrdia autori novej štúdie.
Jeden problém sa týka nezrovnalostí v dôkazoch. Napríklad niektoré štúdie uvádzajú, že napriek veľkej prítomnosti amyloidových plakov v ich mozgu niektorí starší pacienti nevykazovali žiadne merateľné deficity v myslení a pamäti, zatiaľ čo u iných pacientov so závažnými príznakmi podobnými Alzheimerovej chorobe sa preukázalo veľmi malé hromadenie abnormálneho amyloidového proteínu .
Ďalším dôvodom na spochybnenie amyloidovej teórie je, že experimentálne lieky, ktoré sa zameriavajú na amyloid ako spôsob liečby Alzheimerovej choroby, priniesli v klinických štúdiách neuspokojivé výsledky a nedokázali zastaviť pokles.
Tieto otázky a problémy viedli vedcov k tvrdeniu, že sa plaky a spletence pravdepodobne objavia v neskorších štádiách Alzheimerovej choroby a že sú zapojené aj ďalšie spúšťače.
Úloha mitochondrií?
Mitochondrie sú malé oddiely vo vnútri buniek, v ktorých sa kyslík a živiny transformujú na adenozíntrifosfát (ATP), ktorý je hlavným zdrojom paliva pre bunkovú aktivitu.
„Desaťročia výskumu“ odhalili, že tieto bunkové sily sa líšia medzi Alzheimerovou chorobou a zdravým mozgom.
To viedlo k názoru, že mitochondrie hrajú pri Alzheimerovej chorobe dôležitú úlohu nielen ako prispievatelia, ale aj ako pôvodcovia chorôb.
Súčasná diskusia siaha od toho, že amyloid beta spôsobuje mitochondriálnu dysfunkciu, až po to, že „kaskáda“ mitochondriálnych zmien „hierarchicky nahradí“ vývoj amyloidu beta.
Ďalší argument v diskusii navrhuje, aby pri Alzheimerovej chorobe „vysoko toxická“ forma amyloidu beta - známa ako oligomérny amyloid beta - urýchľovala mitochondriálny pokles, ktorý sa prirodzene vyskytuje s vekom.
Nová štúdia, ktorá skúma vplyv oligomérneho amyloidu beta na mitochondrie v mozgových bunkách, poskytuje v tomto smere čerstvé dôkazy.
Dôkazy o narušení mitochondrií
Pre svoju štúdiu Dr. Mastroeni a jeho kolegovia extrahovali pyramídové neuróny z hipokampu v mozgu pacientov, ktorí zomreli na Alzheimerovu chorobu.
Pyramidálne neuróny boli opísané ako „hýbatelia a otriasy“ mozgu a sú dôležité pre kognitívne spracovanie. Je známe, že choroby spôsobujúce úbytok mozgu, ako je Alzheimerova choroba, tieto bunky neúmerne zabíjajú.
Keď študovali hipokampálne pyramídové neuróny, vedci našli dôkazy - vo forme zníženej expresie mnohých mitochondriálnych génov -, ktoré naznačujú, že ich mitochondrie boli narušené oligomérnym amyloidom beta.
Zistili, že rovnaká znížená expresia mitochondriálnych génov nastala, keď boli bunky z bunkovej línie ľudského neuroblastómu vystavené toxickému proteínu.
Iné typy buniek - ako napríklad bunky astrocytov a mikroglií - extrahované z hipokampu rovnakého mozgu postihnutého Alzheimerovou chorobou, nevykazovali dôkazy o poškodení mitochondrií. Bunky astrocytov a mikroglií poskytujú podporu, ako je udržiavanie chemickej rovnováhy a dodávanie živín.
Predbežná liečba môže chrániť neuróny
V ďalšej sérii experimentov vedci predbežne ošetrili ľudské neuróny v laboratóriu zlúčeninou, ktorá je štrukturálne podobná CoQ10, o ktorej je známe, že zvyšuje ATP a obmedzuje oxidačný stres, čo je ďalší proces, ktorý môže degradovať mitochondrie.
Keď vystavili predbežne upravené neuróny oligomérnemu amyloidu beta, vykazovali znížené príznaky mitochondriálneho zhoršenia. Tvrdia, že tento výsledok by mohol pripraviť cestu k novej liečbe Alzheimerovej choroby.
„Táto štúdia zvyšuje toxicitu oligomérneho amyloidu beta na neuronálne mitochondrie a zdôrazňuje význam ochranných látok na ochranu mitochondrií pred toxicitou oligomérneho amyloidu beta.“
Dr. Diego Mastroeni
