Alzheimerova choroba: Ochrana „elektrárny“ buněk může podporovat novou léčbu

Poranění mitochondrií - drobných elektráren uvnitř buněk, které jim dodávají energii - spouští události, ke kterým dochází na počátku Alzheimerovy choroby, a může nabídnout slibný cíl pro léčbu.

Vědci naznačují, že poranění mitochondrií může být příčinou Alzheimerovy choroby.

Takže uzavírá nová studie publikovaná v časopise Alzheimerova choroba a demence to ukazuje, jak oligomerní amyloid beta - vysoce toxický protein - narušuje mitochondrie.

Studie také odhaluje, jak by předběžná léčba mohla chránit lidské mozkové buňky před takovým poškozením.

„Mitochondrie,“ říká hlavní autor Dr. Diego Mastroeni, odborný asistent na Arizonské státní univerzitě v Tempe, „jsou hlavním zdrojem energie v mozkových buňkách a nedostatky v energetickém metabolismu se ukázaly jako jedna z prvních událostí u Alzheimerovy choroby patobiologie. “

Alzheimerova choroba je zničující choroba, která ničí mozkovou tkáň a připravuje lidi o schopnost myslet, pamatovat si, rozhodovat se, stýkat se a žít samostatně.

Je to nejběžnější forma demence a šestá hlavní příčina úmrtí ve Spojených státech, kde trpí touto nemocí více než 5 milionů lidí.

Břemeno Alzheimerovy choroby v USA roste se stárnutím populace. Cena Alzheimerovy choroby a dalších demencí se mezi lety 2017 a 2050 zvýší z 259 miliard na 1,1 bilionu dolarů.

Jak postupuje, nemoc mění biologii a chemii mozku, což způsobuje, že nervové buňky nebo neurony zahynou a tkáň se zmenší.

V současné době neexistuje léčba nebo účinná léčba, která by významně zpomalila postup Alzheimerovy choroby.

Je známo, že známky časné změny tkáně jsou ve vlaku dříve, než se objeví příznaky chování Alzheimerovy choroby; navzdory některým silným teoriím však přesné příčiny zůstávají záhadou.

Amyloid beta a Alzheimerova choroba

Dominantní teorie o původu Alzheimerovy choroby navrhuje, aby akumulace lepkavých proteinových fragmentů zvaných amyloid beta spustila řetězec událostí v mozku, které vedou k nemoci.

Hlavním důkazem na podporu této amyloidové teorie je, že pitvy mozku lidí, kteří zemřeli na Alzheimerovu chorobu, mají dva charakteristické typy abnormální akumulace bílkovin: spletence uvnitř buněk a plaky mezi buňkami.

Tyto charakteristické znaky Alzheimerovy choroby byly nalezeny hlavně v hipokampu, neokortexu a dalších částech mozku, které sedí pod kůrou a jsou důležité pro myšlení, paměť a učení.

Vzhledem k tomu, že výzkum zkoumal onemocnění a jeho možné příčiny hlouběji, objevily se problémy s teorií amyloidů, tvrdí autoři nové studie.

Jeden problém se týká nesrovnalostí v důkazech. Například některé studie uvádějí, že i přes silnou přítomnost amyloidových plaků v jejich mozku někteří starší pacienti nevykazovali žádné měřitelné deficity v myšlení a paměti, zatímco u jiných pacientů se závažnými příznaky podobnými Alzheimerově chorobě došlo k velmi malému nárůstu abnormálního amyloidního proteinu .

Dalším důvodem pro zpochybnění teorie amyloidů je, že experimentální léky, které se zaměřují na amyloid jako způsob léčby Alzheimerovy choroby, ukázaly v klinických studiích neuspokojivé výsledky a nedokázaly zastavit pokles.

Tyto otázky a problémy vedly vědce k tvrzení, že se plaky a spletence pravděpodobně objeví v pozdějších stadiích Alzheimerovy choroby a že jsou zapojeny i další spouštěče.

Role pro mitochondrie?

Mitochondrie jsou malé oddíly uvnitř buněk, ve kterých se kyslík a živiny transformují na adenosintrifosfát (ATP), který je hlavním zdrojem paliva pro buněčnou aktivitu.

„Desítky let výzkumu“ odhalily, že tyto buněčné elektrárny se liší mezi mozky Alzheimerovy choroby a zdravými mozky.

To vedlo k názoru, že mitochondrie hrají v Alzheimerově chorobě důležitou roli nejen jako přispěvatelé, ale také jako řidiči nemocí.

Aktuální debata sahá od návrhu, že amyloid beta způsobuje mitochondriální dysfunkci, až po návrh, aby „kaskáda“ mitochondriálních změn „hierarchicky nahradila“ vývoj amyloidu beta.

Další argument v debatě navrhuje, aby u Alzheimerovy choroby „vysoce toxická“ forma amyloidu beta - známá jako oligomerní amyloid beta - urychlovala mitochondriální pokles, ke kterému přirozeně dochází s věkem.

Nová studie, která zkoumá dopad oligomerního amyloidu beta na mitochondrie v mozkových buňkách, poskytuje nové důkazy v tomto směru.

Důkazy o narušení mitochondrií

Pro svou studii Dr. Mastroeni a jeho kolegové extrahovali pyramidové neurony z hipokampu v mozku pacientů, kteří zemřeli na Alzheimerovu chorobu.

Pyramidové neurony byly popsány jako „hybatelé a otřesy“ mozku a jsou důležité pro kognitivní zpracování. Je známo, že nemoci způsobující úbytek mozku, jako je Alzheimerova choroba, tyto buňky neúměrně zabíjejí.

Když studovali hipokampální pyramidové neurony, našli vědci důkazy - ve formě snížené exprese mnoha mitochondriálních genů -, které naznačují, že jejich mitochondrie byly narušeny oligomerním amyloidem beta.

Zjistili, že ke stejné snížené expresi mitochondriálních genů došlo, když vystavili buňky z buněčné linie lidského neuroblastomu toxickému proteinu.

Jiné typy buněk - například buňky astrocytů a mikroglií - extrahované z hipokampu stejných mozků postižených Alzheimerovou chorobou, nevykazovaly známky poškození mitochondrií. Buňky astrocytů a mikroglií poskytují podporu, jako je udržování chemické rovnováhy a dodávání živin.

Předběžná léčba může chránit neurony

V další sérii experimentů vědci předem ošetřili lidské neurony v laboratoři sloučeninou, která je strukturně podobná CoQ10, o které je známo, že zvyšuje ATP a omezuje oxidační stres, což je další proces, který může degradovat mitochondrie.

Když vystavili předem ošetřené neurony oligomernímu amyloidu beta, vykazovali snížené známky mitochondriálního poškození. Navrhují, že tento výsledek by mohl připravit cestu k nové léčbě Alzheimerovy choroby.

"Tato studie posiluje toxicitu oligomerních amyloidů beta na neuronální mitochondrie a zdůrazňuje důležitost ochranných sloučenin pro ochranu mitochondrií před toxicitou oligomerních amyloidů beta."

Dr. Diego Mastroeni