Alzheimerjeva bolezen: Zaščita "elektrarne" celic lahko spodbudi novo zdravljenje
Poškodba mitohondrijev - majhnih elektrarn v celicah, ki jim zagotavljajo energijo - sproži dogodke, ki se pojavijo v zgodnji fazi Alzheimerjeve bolezni in so lahko obetavna tarča zdravljenja.
Tako zaključuje nova študija, objavljena v reviji Alzheimerjeva in demenca ki kaže, kako oligomerni amiloid beta - zelo strupen protein - moti mitohondrije.
Študija tudi razkriva, kako lahko predobdelava zaščiti človeške možganske celice pred takšnimi poškodbami.
»Mitohondrije,« pravi vodilni avtor dr. Diego Mastroeni, docent na Arizonski državni univerzi v Tempeju, »so glavni vir energije v možganskih celicah in pomanjkljivosti v presnovi energije so se pokazale kot eden prvih dogodkov pri Alzheimerjevi bolezni patobiologije. "
Alzheimerjeva bolezen je uničujoča bolezen, ki uničuje možgansko tkivo in ljudem odvzame njihovo sposobnost razmišljanja, spominjanja, sprejemanja odločitev, druženja in samostojnega življenja.
Je najpogostejša oblika demence in šesti vzrok smrti v Združenih državah Amerike, kjer ima to bolezen več kot 5 milijonov ljudi.
Breme Alzheimerjeve bolezni v ZDA narašča s staranjem prebivalstva. Stroški Alzheimerjeve in drugih demenc naj bi se med letoma 2017 in 2050 povečali s 259 milijard na 1,1 bilijona dolarjev.
Z napredovanjem bolezen spreminja biologijo in kemijo možganov, zaradi česar živčne celice ali nevroni propadejo in tkivo se skrči.
Trenutno ni zdravila ali učinkovitega zdravljenja, ki bi bistveno upočasnilo napredovanje Alzheimerjeve bolezni.
Znani znaki zgodnje spremembe tkiva so v vlaku, preden se pojavijo vedenjski simptomi Alzheimerjeve bolezni; kljub nekaterim trdnim teorijam pa natančni vzroki ostajajo skrivnost.
Amiloid beta in Alzheimerjeva bolezen
Prevladujoča teorija o izvoru Alzheimerjeve bolezni predlaga, da je kopičenje lepljivih beljakovinskih fragmentov, imenovanih amiloid beta, sprožilo verigo dogodkov v možganih, ki vodijo do bolezni.
Glavni dokaz v podporo tej amiloidni teoriji je, da imajo obdukcije možganov ljudi, ki so umrli zaradi Alzheimerjeve bolezni, dve značilni vrsti nenormalnih kopičenja beljakovin: zapleti znotraj celic in plaki med celicami.
Te značilnosti Alzheimerjeve bolezni so našli predvsem v hipokampusu, neokorteksu in drugih delih možganov, ki sedijo pod skorjo in so pomembni za razmišljanje, spomin in učenje.
Ker pa so raziskave globlje raziskale bolezen in njene možne vzroke, so se pojavile težave z amiloidno teorijo, pravijo avtorji nove študije.
Ena težava se nanaša na nedoslednosti dokazov. Nekatere študije na primer poročajo, da kljub močni prisotnosti amiloidnih oblog v možganih nekateri starejši bolniki niso pokazali merljivih pomanjkljivosti v razmišljanju in spominu, medtem ko so drugi bolniki s hudimi Alzheimerjevimi simptomi zelo malo kopičili nenormalne amiloidne beljakovine. .
Drugi razlog za dvom o teoriji amiloida je, da so eksperimentalna zdravila, ki so namenjena amiloidu kot načinu zdravljenja Alzheimerjeve bolezni, v kliničnih preskušanjih pokazala žalostne rezultate in niso uspela ustaviti upada.
Zaradi teh vprašanj in težav so raziskovalci trdili, da se plaki in zapleti verjetno pojavijo v poznejših fazah Alzheimerjeve bolezni in da so vpleteni drugi sprožilci.
Vloga mitohondrijev?
Mitohondriji so majhni predelki znotraj celic, v katerih se kisik in hranila spremenijo v adenozin trifosfat (ATP), ki je glavni vir goriva za celično aktivnost.
"Desetletja raziskav" so razkrila, da se te celične elektrarne med Alzheimerjevimi in zdravimi možgani razlikujejo.
To je pripeljalo do stališča, da imajo mitohondriji pomembno vlogo pri Alzheimerjevi bolezni, ne samo kot prispevalci, ampak tudi kot dejavniki bolezni.
Trenutna razprava sega od domneve, da amiloid beta povzroča mitohondrijsko disfunkcijo, do predloga, da "kaskada" mitohondrijskih sprememb "hierarhično nadomesti" razvoj amiloidne beta.
Drugi argument v razpravi predlaga, da pri Alzheimerjevi bolezni "zelo strupena" oblika amiloida beta - znana kot oligomerni amiloid beta - pospeši mitohondrijski upad, ki se naravno pojavlja s starostjo.
Nova študija, ki preučuje vpliv oligomernega amiloida beta na mitohondrije v možganskih celicah, ponuja nove dokaze v tej smeri.
Dokazi o motnjah v mitohondrijih
Za svojo študijo so dr. Mastroeni in sodelavci iz hipokampusa v možganih bolnikov, ki so umrli zaradi Alzheimerjeve bolezni, ekstrahirali piramidalne nevrone.
Piramidalni nevroni so opisani kot "gibalni in stresalni mehanizmi" možganov in so pomembni za kognitivno obdelavo. Znano je, da bolezni, ki zapravljajo možgane, kot je Alzheimerjeva, nesorazmerno uničujejo te celice.
Ko so preučevali hipokampalne piramidalne nevrone, so raziskovalci odkrili dokaze - v obliki zmanjšane ekspresije mnogih mitohondrijskih genov -, ki kažejo, da je njihove mitohondrije motil oligomerni amiloid beta.
Ugotovili so, da se je enaka zmanjšana ekspresija mitohondrijskih genov zgodila, ko so celice iz človeške celične linije nevroblastoma izpostavili toksičnim beljakovinam.
Druge vrste celic - na primer celice astrocitov in mikroglije - ekstrahirane iz hipokampusa istih možganov, prizadetih z Alzheimerjevo boleznijo, niso pokazale dokazov o oslabljenih mitohondrijih. Celice astrocitov in mikroglije zagotavljajo podporo, kot je vzdrževanje kemičnega ravnovesja in oskrba s hranili.
Predobdelava lahko zaščiti nevrone
V drugi seriji poskusov so raziskovalci v laboratoriju predhodno obdelali človeške nevrone s spojino, ki je strukturno podobna CoQ10, za katero je znano, da spodbuja ATP in omejuje oksidativni stres, kar je še en proces, ki lahko razgradi mitohondrije.
Ko so predhodno obdelane nevrone izpostavili oligomernemu amiloidu beta, so pokazali zmanjšane znake poslabšanja mitohondrijev. Predlagajo, da bi lahko ta rezultat utrl pot novim načinom zdravljenja Alzheimerjeve bolezni.
"Ta študija krepi toksičnost oligomernega amiloida beta za nevronske mitohondrije in poudarja pomen zaščitnih spojin za zaščito mitohondrijev pred toksičnostjo oligomernih amiloidnih beta."
Dr. Diego Mastroeni
