Alzheimer: czy celowanie w ten mechanizm może odwrócić spadek pamięci?
Nowatorskie podejście genetyczne, które naprawia zerwane połączenia między komórkami mózgowymi, może prowadzić do terapii przywracających pojemność pamięci w chorobie Alzheimera.
Nowe podejście odwraca zmiany w ekspresji genów, które zwykle pojawiają się w późniejszych stadiach choroby.
Naukowcy z State University of New York w Buffalo zademonstrowali, w jaki sposób metoda ta jest w stanie odwrócić osłabienie pamięci Alzheimera u myszy.
Wiele badań genetycznych dotyczących przyczyn choroby Alzheimera koncentruje się na zmianach w DNA genów.
Nowe badanie koncentruje się jednak na epigenetyce, która dotyczy mechanizmów, które mogą włączać i wyłączać geny bez zakłócania ich kodu DNA.
Artykuł o pracy pojawia się teraz w czasopiśmie Mózg.
„W tym artykule” - mówi starszy autor badania, dr Zhen Yan, który jest profesorem na Wydziale Fizjologii i Biofizyki - „nie tylko zidentyfikowaliśmy czynniki epigenetyczne, które przyczyniają się do utraty pamięci, ale także znaleźliśmy sposoby tymczasowo odwrócić je w zwierzęcym modelu [choroby Alzheimera] ”.
Choroba Alzheimera i utrata synaps
Choroba Alzheimera jest główną przyczyną demencji. Według Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) od 60 do 70 procent z 50 milionów ludzi na świecie żyjących z demencją ma chorobę Alzheimera.
Większość osób, u których rozwinęła się choroba Alzheimera, zaczyna doświadczać objawów między 60 a 70 rokiem życia. Będą mieli trudności z zapamiętywaniem, myśleniem i wykonywaniem prostych codziennych zadań. W końcu nie będą mogli żyć samodzielnie.
Chociaż eksperci nie w pełni rozumieją przyczyny choroby Alzheimera, sugerują, że rozwija się ona z powodu połączenia genów, środowiska i stylu życia.
Jedną z wyróżniających cech choroby Alzheimera jest rodzaj uszkodzenia mózgu, które prowadzi do utraty synaps, które są połączeniami między neuronami, czyli komórkami mózgowymi.
Sygnały z jednej komórki przechodzą do drugiej za pośrednictwem przekaźników chemicznych zwanych neuroprzekaźnikami, które przekraczają lukę w synapsie.
Epigenetyka i receptory glutaminianu
Aby komunikacja między synapsami działała efektywnie, komórki mózgowe potrzebują dużej ilości wyspecjalizowanych białek zwanych receptorami. Jeden z nich, receptor glutaminianu, ma kluczowe znaczenie dla pamięci krótkotrwałej i uczenia się, mówi Yan.
Wydaje się, że najbardziej znaczący spadek pamięci i zdolności myślenia występuje w późniejszych stadiach choroby Alzheimera, a główną przyczyną tego wydaje się być utrata receptorów glutaminianu.
„Odkryliśmy, że w chorobie Alzheimera” - wyjaśnia Yan - „wiele podjednostek receptorów glutaminianu w korze czołowej jest regulowanych w dół, zakłócając sygnały pobudzające, co upośledza pamięć roboczą”.
Dodaje, że zmiany epigenetyczne zachodzące w chorobie Alzheimera zwykle pojawiają się w późniejszych stadiach choroby. Dzieje się tak, gdy ludzie walczą o zachowanie nowych informacji i doświadczają „najbardziej dramatycznego spadku zdolności poznawczych”.
Różne mechanizmy epigenetyczne mogą włączać i wyłączać geny lub regulować w górę lub w dół ich ekspresję.
Na przykład niektóre mechanizmy mogą umieszczać chemiczne znaczniki na DNA genu lub zmieniać strukturę jego opakowania, aby części jego DNA były mniej lub bardziej dostępne dla procesów komórkowych.
Tam, gdzie gen koduje białko, regulacja w górę lub w dół doprowadzi do tego, że komórki będą wytwarzać mniej lub więcej białka.
Naukowcy odkryli, że typ mechanizmu epigenetycznego, który powodował redukcję receptorów glutaminianu, był mechanizmem zmieniającym opakowanie, który nosi nazwę „represyjnej modyfikacji histonów”.
Znaleźli dowody na wzmożoną represyjną modyfikację histonów w mysim modelu choroby Alzheimera i pośmiertnych tkankach osób z tą chorobą.
Mechanizm epigenetyczny reguluje w dół gen i zmniejsza produkcję receptorów glutaminianu. To „prowadzi do utraty funkcji synaptycznej i deficytów pamięci” - mówi Yan.
Nowe kierunki leczenia chorób mózgu
Ponieważ istnieją enzymy, które kontrolują represyjne modyfikacje histonów, odkrycia sugerują, że leki celowane w nie mogą być obiecującymi kandydatami do leczenia choroby Alzheimera.
W dalszej pracy z modelami myszy zespół potwierdził, że prawdopodobnie tak było.
Wstrzyknięcie zwierzętom związków blokujących enzymy doprowadziło do poprawy pamięci roboczej, przestrzennej i rozpoznawczej, która trwała około 1 tygodnia.
Poprawa zbiegła się również z „przywróceniem ekspresji receptora glutaminianu i funkcji w korze czołowej” - zauważa Yan.
Choroba Alzheimera i inne podobne choroby mózgu rzadko są powiązane tylko z jednym genem. Zwykle są poligenetyczne, to znaczy obejmują wiele genów, z których każdy ma niewielki wpływ.
Yan mówi, że ponieważ procesy epigenetyczne często wpływają na kilka genów, mogą stanowić bardziej owocne cele terapeutyczne w warunkach poligenetycznych.
„Podejście epigenetyczne może skorygować sieć genów, które zbiorowo przywrócą komórki do ich normalnego stanu i przywrócą złożone funkcje mózgu”.
Dr Zhen Yan
