Alzheimer: Protejarea „centralei electrice” a celulelor poate alimenta un nou tratament
Vătămarea mitocondriilor - centrale minuscule din interiorul celulelor care le furnizează energie - declanșează evenimente care apar devreme în boala Alzheimer și pot oferi o țintă promițătoare pentru tratament.
Așa conchide un nou studiu publicat în jurnal Alzheimer și demență care arată modul în care beta amiloid oligomeric - o proteină foarte toxică - perturbă mitocondriile.
Studiul relevă, de asemenea, modul în care un pre-tratament ar putea proteja celulele creierului uman de astfel de leziuni.
„Mitocondriile”, spune autorul principal Dr. Diego Mastroeni, profesor asistent la Universitatea de Stat din Arizona din Tempe, „sunt principala sursă de energie în celulele creierului, iar deficiențele în metabolismul energetic s-au dovedit a fi unul dintre primele evenimente ale bolii Alzheimer patobiologie. ”
Alzheimer este o boală devastatoare care distruge țesuturile cerebrale și le răpește oamenilor capacitatea de a gândi, de a-și aminti, de a lua decizii, de a socializa și de a trăi independent.
Este cea mai frecventă formă de demență și a șasea cauză principală de deces în Statele Unite, unde peste 5 milioane de persoane au această afecțiune.
Povara bolii Alzheimer în SUA crește pe măsură ce populația îmbătrânește. Costul Alzheimer și al altor demențe va crește de la 259 miliarde de dolari la 1,1 trilioane de dolari între 2017 și 2050.
Pe măsură ce progresează, boala schimbă biologia și chimia creierului, determinând celulele nervoase sau neuronii să piară și țesutul să se micșoreze.
În prezent nu există niciun tratament sau tratament eficient care să încetinească semnificativ progresul bolii Alzheimer.
Se știe că semnele schimbării precoce a țesuturilor sunt în tren înainte de apariția simptomelor comportamentale ale Alzheimer; cu toate acestea, în ciuda unor teorii puternice, cauzele exacte rămân un mister.
Beta amiloid și boala Alzheimer
O teorie dominantă despre originile Alzheimer propune că acumularea de fragmente de proteine lipicioase numite beta amiloid declanșează lanțul evenimentelor din creier care duc la boală.
Principalele dovezi care susțin această teorie amiloidă sunt că autopsiile cerebrale ale persoanelor care au murit cu boala Alzheimer au două tipuri distincte de acumulări anormale de proteine: încurcături în interiorul celulelor și plăci între celule.
Aceste caracteristici ale Alzheimer-ului au fost găsite în principal în hipocampus, neocortex și alte părți ale creierului care stau sub cortex și sunt importante pentru gândire, memorie și învățare.
Cu toate acestea, pe măsură ce cercetările au cercetat mai profund boala și cauzele posibile ale acesteia, au apărut probleme cu teoria amiloidului, spun autorii noului studiu.
O problemă se referă la neconcordanțe în dovezi. De exemplu, unele studii au raportat că, în ciuda prezenței grele a plăcilor amiloide în creier, unii pacienți mai în vârstă nu au prezentat deficite măsurabile în gândire și memorie, în timp ce alți pacienți cu simptome severe de tip Alzheimer au arătat o acumulare foarte mică de proteine amiloide anormale. .
Un alt motiv pentru a pune sub semnul întrebării teoria amiloidului este că medicamentele experimentale care vizează amiloidul ca modalitate de tratare a Alzheimerului au prezentat rezultate dezamăgitoare în studiile clinice și nu au reușit să oprească declinul.
Aceste întrebări și probleme i-au determinat pe cercetători să susțină că plăcile și încurcările apar probabil în etapele ulterioare ale Alzheimer și că sunt implicați și alți factori declanșatori.
Un rol pentru mitocondrii?
Mitocondriile sunt mici compartimente în interiorul celulelor în care oxigenul și nutrienții se transformă în adenozin trifosfat (ATP), care este principala sursă de combustibil pentru activitatea celulară.
„Zeci de ani de cercetare” au arătat că aceste centrale celulare diferă între creierul Alzheimer și creierul sănătos.
Acest lucru a condus la opinia că mitocondriile joacă un rol important în Alzheimer, nu numai ca factori care contribuie, ci și ca factori determinanți ai bolii.
Dezbaterea actuală variază de la sugerarea faptului că beta amiloid provoacă disfuncții mitocondriale până la propunerea că o „cascadă” de modificări mitocondriale „înlocuiește ierarhic” dezvoltarea beta amiloid.
Un alt argument din dezbatere propune că, în boala Alzheimer, o formă „foarte toxică” de beta amiloid - cunoscută sub numele de beta amiloid oligomeric - accelerează declinul mitocondrial care apare în mod natural odată cu vârsta.
Noul studiu, care examinează impactul beta amiloid oligomeric asupra mitocondriilor din celulele creierului, oferă dovezi noi în această direcție.
Dovezi ale perturbării mitocondriilor
Pentru studiul lor, Dr. Mastroeni și colegii săi au extras neuronii piramidali din hipocampus în creierul pacienților care au murit de boala Alzheimer.
Neuronii piramidali au fost descriși drept „agenții de mișcare și agitare” ai creierului și sunt importanți pentru procesarea cognitivă. Se știe că bolile care irosesc creierul, cum ar fi Alzheimer, ucid în mod disproporționat aceste celule.
Când au studiat neuronii piramidali ai hipocampului, cercetătorii au găsit dovezi - sub forma exprimării reduse a multor gene mitocondriale - care sugerează că mitocondriile lor au fost perturbate de beta-amiloid oligomeric.
Au descoperit că aceeași expresie redusă a genelor mitocondriale a apărut atunci când au expus celulele dintr-o linie celulară de neuroblastom uman la proteina toxică.
Alte tipuri de celule - cum ar fi celulele astrocite și microglia - extrase din hipocampul aceluiași creier afectat de boala Alzheimer, nu au prezentat dovezi ale afectării mitocondriilor. Celulele astrocite și microglia oferă sprijin, cum ar fi menținerea echilibrului chimic și furnizarea de substanțe nutritive.
Pre-tratamentul poate proteja neuronii
Într-o altă serie de experimente, cercetătorii au tratat în prealabil neuronii umani în laborator cu un compus similar din punct de vedere structural cu CoQ10, despre care se știe că stimulează ATP și limitează stresul oxidativ, un alt proces care poate degrada mitocondriile.
Când au expus neuronii pre-tratați la beta amiloid oligomeric, au prezentat semne reduse de deteriorare mitocondrială. Ei sugerează că acest rezultat ar putea deschide calea către noi tratamente pentru boala Alzheimer.
Acest studiu intareste toxicitatea beta amiloid oligomeric pe mitocondriile neuronale si subliniaza importanta pentru compusi de protectie pentru a proteja mitocondriile de toxicitate beta amiloid oligomeric.
Dr. Diego Mastroeni
