Alzheimerova choroba: Mohlo by cílení tohoto mechanismu zvrátit pokles paměti?
Nový genetický přístup, který opravuje přerušená spojení mezi mozkovými buňkami, by mohl vést k léčbě, která obnoví paměťovou kapacitu u Alzheimerovy choroby.
Nový přístup zvrací změny genové exprese, ke kterým dochází v pozdějších stadiích onemocnění.
Vědci ze Státní univerzity v New Yorku v Buffalu prokázali, jak tato metoda dokázala zvrátit pokles Alzheimerovy paměti u myší.
Hodně genetického výzkumu příčin Alzheimerovy choroby se zaměřuje na změny v DNA genů.
Nová studie se však zaměřuje na epigenetiku, která se týká mechanismů, které mohou zapínat a vypínat geny bez narušení jejich DNA kódu.
Příspěvek o práci je nyní uveden v časopise Mozek.
„V tomto příspěvku,“ říká senior autor studie Zhen Yan, Ph.D., který je profesorem na katedře fyziologie a biofyziky, „jsme nejen identifikovali epigenetické faktory, které přispívají ke ztrátě paměti, ale také jsme našli způsoby dočasně je zvrátit na zvířecím modelu [Alzheimerovy choroby]. “
Alzheimerova choroba a ztráta synapsí
Alzheimerova choroba je hlavní příčinou demence. Podle Světové zdravotnické organizace (WHO) má 60 až 70 procent z 50 milionů lidí na celém světě, kteří žijí s demencí, Alzheimerovu chorobu.
U většiny lidí, u kterých se rozvine Alzheimerova choroba, se příznaky začnou objevovat ve věku 60 až 70 let. Budou mít potíže si vzpomenout, myslet a plnit jednoduché každodenní úkoly. Nakonec nebudou moci žít samostatně.
Ačkoli odborníci plně nerozumí příčinám Alzheimerovy choroby, naznačují, že se vyvíjí díky kombinaci genů, prostředí a životního stylu.
Jedním z charakteristických rysů Alzheimerovy choroby je typ poškození mozku, které vede ke ztrátě synapsí, což jsou spojnice mezi neurony nebo mozkovými buňkami.
Signály z jedné buňky procházejí do druhé pomocí chemických poslů zvaných neurotransmitery, které překračují mezeru v synapse.
Epigenetika a glutamátové receptory
Aby komunikace napříč synapsemi fungovala efektivně, potřebují mozkové buňky hojnost specializovaných proteinů nazývaných receptory. Jeden z nich, glutamátový receptor, je zásadní pro krátkodobou paměť a učení, říká Yan.
Zdá se, že k nejvýznamnějšímu poklesu paměti a myšlení dochází v pozdějších stadiích Alzheimerovy choroby a hlavním důvodem se jeví ztráta glutamátových receptorů.
"Zjistili jsme, že u Alzheimerovy choroby," vysvětluje Yan, "je mnoho podjednotek glutamátových receptorů ve frontální kůře downregulováno, což narušuje excitační signály, což zhoršuje pracovní paměť."
Dodává, že epigenetické změny, ke kterým dochází u Alzheimerovy choroby, se obvykle vyskytují v pozdějších stadiích onemocnění. To je, když se lidé snaží udržet nové informace a zažít „nejdramatičtější kognitivní pokles“.
Různé epigenetické mechanismy mohou zapínat a vypínat geny nebo upregulovat nebo downregulovat jejich expresi.
Některé mechanismy například mohou umístit chemické značky na DNA genu nebo změnit strukturu jeho obalu tak, aby byly části jeho DNA více či méně přístupné buněčným procesům.
Pokud gen kóduje protein, upregulace nebo downregulace povede k tomu, že buňky budou více či méně z proteinu vytvářet.
Vědci zjistili, že typem epigenetického mechanismu, který způsoboval snížení glutamátových receptorů, byl obal, který se nazývá „represivní modifikace histonu“.
Zjistili důkazy o zvýšené represivní modifikaci histonu v myším modelu Alzheimerovy choroby a v posmrtných tkáních lidí s touto chorobou.
Epigenetický mechanismus snižuje regulaci genu a snižuje produkci glutamátových receptorů. To „vede ke ztrátě synaptických funkcí a deficitu paměti,“ říká Yan.
Nové směry léčby onemocnění mozku
Jelikož existují enzymy, které regulují represivní modifikaci histonu, zjištění naznačují, že léky, které se na ně zaměřují, by mohly být slibnými kandidáty na léčbu Alzheimerovy choroby.
Při další práci s modely myší tým potvrdil, že tomu tak pravděpodobně bude.
Injekce zvířat sloučeninám, které blokují enzymy, vedlo ke zlepšení pracovní, prostorové a rozpoznávací paměti, které trvalo asi 1 týden.
Vylepšení se shodovala také s „obnovením exprese a funkce glutamátového receptoru ve frontální kůře,“ poznamenává Yan.
Alzheimerova choroba a další podobná onemocnění mozku zřídka souvisejí pouze s jedním genem. Obvykle jsou polygenetické, to znamená, že zahrnují mnoho genů, z nichž každý má jen malý účinek.
Yan říká, že protože epigenetické procesy často ovlivňují několik genů, mohly by nabídnout plodnější léčebné cíle pro polygenetické podmínky.
"Epigenetický přístup může opravit síť genů, které společně obnoví buňky do normálního stavu a obnoví komplexní mozkovou funkci."
Zhen Yan, Ph.D.
