Zmiany w mózgu związane z chorobą Alzheimera mogą rozpocząć się w wieku 40 lat
Naukowcy mogli pogłębić naszą wiedzę na temat mechanizmów mózgu odpowiedzialnych za chorobę Alzheimera po odkryciu procesu, który poprzedza gromadzenie się toksycznych białek, które są cechą charakterystyczną tego schorzenia.
W badaniu na myszach naukowcy z University of Southern California (USC) w Los Angeles ujawniają, w jaki sposób uszkodzenie komórek zwanych perycytami może wywołać chorobę istoty białej, która jest związana z demencją.
Wyniki badania sugerują również, że te zmiany w mózgu mogą wystąpić już w wieku 40 lat.
Choroba istoty białej charakteryzuje się degeneracją istoty białej. Jest to tkanka mózgowa zawierająca włókna nerwowe, nitkowate struktury, które przenoszą sygnały z komórek nerwowych lub neuronów do innych obszarów ciała.
W chorobie istoty białej te włókna nerwowe ulegają uszkodzeniu, co powoduje problemy z pamięcią, myśleniem i równowagą.
Według starszego autora badania Berislava Zlokovica z Keck School of Medicine w USC, choroba istoty białej jest powszechna u osób starszych, a badania powiązały tę chorobę z chorobą małych naczyń mózgowych, która, jak mówią, „przyczynia się do prawie 50 procent przypadków demencji na całym świecie, w tym choroba Alzheimera ”.
Jednak dokładne mechanizmy, przez które choroba istoty białej może prowadzić do demencji, są niejasne. Jednak nowe badanie przeprowadzone przez Zlokovic i współpracowników rzuca trochę światła.
Naukowcy niedawno poinformowali o swoich odkryciach w czasopiśmie Nature Medicine.
Pericyty i zdrowie istoty białej
W badaniu skoncentrowano się na roli perycytów, czyli komórek wyściełających ściany naczyń włosowatych, czyli najmniejszych naczyń krwionośnych organizmu.
Najpierw zespół przeprowadził pośmiertną analizę mózgów osób z chorobą Alzheimera i porównał je z mózgami zdrowych osób dorosłych.
Naukowcy odkryli, że mózgi osób z chorobą Alzheimera mają o 50 procent mniej perycytów niż zdrowe mózgi, a poziom białka zwanego fibrynogenem - białka krążącego we krwi, które pomaga w gojeniu ran - w obszarach istoty białej wzrosło trzykrotnie.
Wykorzystując MRI do badania mysich modeli z niedoborem perycytów, stwierdzono, że komórki te odgrywają kluczową rolę w zdrowiu istoty białej.
Kiedy myszy z niedoborem perycytów miały 12-16 tygodni - co odpowiada około 40 ludzkim latom - ich poziom fibrynogenu był około 10 razy wyższy w ciele modzelowatym, regionie mózgu, który odgrywa rolę w przekazywaniu danych poznawczych i sensorycznych z jednej strony mózgu na drugą.
Zespół donosi, że w wieku 36–48 tygodni - odpowiednik 70 lat ludzkich - myszy z niedoborem perycytów wykazywały 50-procentowy wzrost wycieku z naczyń krwionośnych.
„Nasze obserwacje sugerują, że po uszkodzeniu perycytów przepływ krwi w mózgu zmniejsza się jak drenaż, który powoli się zatyka” - mówi współautor badania, Angeliki Maria Nikolakopoulou, z Zilkha Neurogenetic Institute w Keck School of Medicine.
Odkrywanie „początków demencji”
W następnej części badania zespół ocenił prędkość biegu gryzoni za pomocą testu kołowego. Kiedy osiągały wiek 12-16 tygodni, myszy z niedoborem perycytów biegały o 50 procent wolniej niż myszy kontrolne.
„Myszy z niedoborem perycytów funkcjonują wolniej, ponieważ zachodzą zmiany strukturalne w istocie białej i utrata łączności między neuronami” - zauważa Zlokovic.
Potwierdzając swoją teorię za pomocą MRI, naukowcy odkryli, że w wieku 12–16 tygodni myszy z niedoborem perycytów wykazywały strukturalne zmiany w istocie białej.
„Perycyty są wcześnie zagrożone” - wyjaśnia współautor pierwszego badania, Axel Montagne, również z Zilkha Neurogenetic Institute. „Pomyśl o tym jak o włosach, które z czasem zatykają odpływ. Gdy odpływ jest zatkany, w „rurach” lub naczyniach krwionośnych mózgu zaczynają tworzyć się pęknięcia. Zerwane są pęknięcia istoty białej i połączenia mózgowe. To są początki demencji ”.
Montagne dodaje, że to odkrycie wskazuje, że u ludzi choroba istoty białej może rozpocząć się już w wieku 40 lat.
„Wielu naukowców”, zauważa Zlokovic, „skupiło się w swoich badaniach nad chorobą Alzheimera na gromadzeniu się toksycznych białek amyloidu i tau w mózgu, ale to badanie i inne z mojego laboratorium pokazują, że problem zaczyna się wcześniej - z nieszczelnymi naczyniami krwionośnymi w mózgu . ”
Nowe podejście do zapobiegania demencji?
Kiedy naukowcy zastosowali związek w celu zmniejszenia poziomu fibrynogenu we krwi i mózgach gryzoni, odkryli, że objętość istoty białej została przywrócona do 90 procent, podczas gdy łączność istoty białej została przywrócona do 80 procent.
„Nasze badanie dowodzi, że celowanie w fibrynogen i ograniczenie złogów białka w mózgu może odwrócić lub spowolnić chorobę istoty białej”.
Berislav Zlokovic
Naukowcy są przekonani, że ich odkrycia mogą wskazywać na fibrynogen jako cel zapobiegania temu prekursorowi demencji, ale potrzebne są dalsze badania, aby określić najlepszą strategię.
„Musimy znaleźć właściwe podejście”, mówi Zlokovic, dodając: „Być może skupienie się na wzmocnieniu integralności bariery krew-mózg może być odpowiedzią, ponieważ nie można wyeliminować fibrynogenu z krwi u ludzi. To białko jest niezbędne we krwi. Tak się składa, że jest toksyczny dla mózgu ”.
