Хвороба Альцгеймера: Захист "електростанції" клітин може спричинити нове лікування
Травма мітохондрій - крихітних електростанцій всередині клітин, які забезпечують їх енергією - викликає події, що відбуваються на початку хвороби Альцгеймера, і можуть запропонувати перспективну мішень для лікування.
Таким чином завершується нове дослідження, опубліковане в журналі Альцгеймера та деменції це показує, як олігомерний амілоїд бета - дуже токсичний білок - порушує мітохондрії.
Дослідження також виявляє, як попередня обробка може захистити клітини мозку людини від таких пошкоджень.
«Мітохондрії, - каже провідний автор доктор Дієго Мастроєні, доцент університету штату Арізона в Темпі, - є основним джерелом енергії в клітинах мозку, і дефіцит енергетичного обміну, як було показано, є однією з найперших подій хвороби Альцгеймера патобіологія ".
Альцгеймер - це руйнівна хвороба, яка руйнує мозкову тканину і позбавляє людей здатності мислити, пам’ятати, приймати рішення, спілкуватися та жити самостійно.
Це найпоширеніша форма деменції та шоста причина смерті у Сполучених Штатах, де більше 5 мільйонів людей страждають на це захворювання.
Тягар хвороби Альцгеймера в США зростає із старінням населення. Вартість хвороби на Альцгеймера та інших типів деменції повинна зрости з 259 млрд. Доларів до 1,1 трлн. Доларів між 2017 та 2050 роками.
По мірі прогресування захворювання змінює біологію та хімію мозку, змушуючи нервові клітини або нейрони гинути, а тканини зменшуватися.
В даний час не існує ліків чи ефективного лікування, яке значно уповільнює прогресування хвороби Альцгеймера.
Відомо, що ознаки ранньої зміни тканин є у складі до появи поведінкових симптомів хвороби Альцгеймера; проте, незважаючи на деякі сильні теорії, точні причини залишаються таємницею.
Амілоїд бета та хвороба Альцгеймера
Домінуюча теорія про походження хвороби Альцгеймера передбачає, що накопичення липких фрагментів білка під назвою амілоїд-бета ініціює ланцюг подій у мозку, що призводить до захворювання.
Основним підтвердженням цієї амілоїдної теорії є те, що розтини мозку людей, які померли від хвороби Альцгеймера, мають два характерні типи аномальних накопичень білка: клубки всередині клітин і бляшки між клітинами.
Ці відмітні ознаки хвороби Альцгеймера були знайдені головним чином в гіпокампі, неокортексі та інших відділах мозку, які розташовані нижче кори і важливі для мислення, пам’яті та навчання.
Однак, оскільки дослідження глибше вивчали хворобу та її можливі причини, виникають проблеми з амілоїдною теорією, стверджують автори нового дослідження.
Одна проблема стосується невідповідності доказів. Наприклад, деякі дослідження повідомляють, що, незважаючи на сильну присутність амілоїдних бляшок у їхньому мозку, деякі пацієнти старшого віку не виявляли помітних дефіцитів мислення та пам'яті, тоді як інші пацієнти з важкими симптомами, подібними до хвороби Альцгеймера, продемонстрували дуже мало накопичення аномальних амілоїдних білків .
Ще однією причиною сумніву в теорії амілоїдів є те, що експериментальні препарати, націлені на амілоїд як спосіб лікування Альцгеймера, показали невтішні результати в клінічних випробуваннях і не змогли зупинити спад.
Ці питання та проблеми змусили дослідників стверджувати, що на пізніх стадіях хвороби Альцгеймера можуть з’являтися бляшки та сплетіння, а також задіяні інші фактори.
Роль мітохондрій?
Мітохондрії - це крихітні відділи всередині клітин, в яких кисень і поживні речовини перетворюються на аденозинтрифосфат (АТФ), який є основним джерелом палива для клітинної діяльності.
"Десятиліття досліджень" показали, що ці клітинні електростанції різняться між мозком Альцгеймера та здоровим мозком.
Це призвело до думки, що мітохондрії відіграють важливу роль у хворобі Альцгеймера не лише як ті, хто їх вносить, але і як рушійні хвороби.
Поточна дискусія варіюється від припущення, що амілоїд-бета викликає дисфункцію мітохондрій, і до того, що "каскад" мітохондріальних змін "ієрархічно витісняє" розвиток амілоїдного бета-процесу.
Інший аргумент у дискусії передбачає, що при хворобі Альцгеймера «високотоксична» форма амілоїду бета - відома як олігомерний амілоїд бета - прискорює спад мітохондрій, який відбувається природним чином із віком.
Нове дослідження, яке вивчає вплив олігомерного амілоїду бета на мітохондрії в клітинах мозку, пропонує свіжі докази в цьому напрямку.
Докази порушення роботи мітохондрій
Для свого дослідження доктор Мастроені та його колеги витягали пірамідні нейрони з гіпокампу в мозок пацієнтів, які померли від хвороби Альцгеймера.
Пірамідальні нейрони були описані як «рушії та шейкери» мозку і важливі для когнітивної обробки. Відомо, що захворювання мозку, такі як хвороба Альцгеймера, непропорційно вбиває ці клітини.
Вивчаючи пірамідні нейрони гіпокампа, дослідники знайшли докази - у вигляді зниженої експресії багатьох генів мітохондрій - що свідчать про те, що їх мітохондрії були порушені олігомерним амілоїдом бета.
Вони виявили, що така ж знижена експресія мітохондріальних генів відбулася, коли вони піддавали клітини клітинної лінії нейробластоми людини токсичному білку.
Інші типи клітин - такі як клітини астроцитів і мікроглії - витягнуті з гіпокампу того самого мозку, ураженого хворобою Альцгеймера, не показали ознак порушення мітохондрій. Клітини астроцитів і мікроглії забезпечують підтримку, таку як підтримка хімічного балансу та надходження поживних речовин.
Попередня обробка може захистити нейрони
В рамках іншої серії експериментів дослідники попередньо обробили нейрони людини в лабораторії сполукою, яка за структурою схожа на CoQ10, яка, як відомо, підсилює АТФ і обмежує окислювальний стрес - ще один процес, який може погіршити мітохондрії.
Коли вони піддавали попередньо оброблені нейрони олігомерному амілоїду бета, вони виявляли зменшені ознаки погіршення мітохондрій. Вони припускають, що цей результат може прокласти шлях до нових методів лікування хвороби Альцгеймера.
"Це дослідження підсилює токсичність олігомерного амілоїду бета для нейрональних мітохондрій і наголошує на важливості захисних сполук захищати мітохондрії від олігомерної амілоїдної бета-токсичності".
Доктор Дієго Мастроєні
