Alcheimera slimība: vai šī mehānisma mērķēšana varētu mainīt atmiņas samazināšanos?
Jauna ģenētiskā pieeja, kas atjauno sašķeltos savienojumus starp smadzeņu šūnām, var izraisīt ārstēšanu, kas atjauno atmiņas kapacitāti Alcheimera slimībā.
Jaunā pieeja atceļ izmaiņas gēnu ekspresijā, kas mēdz notikt slimības vēlākajos posmos.
Ņujorkas Valsts universitātes zinātnieki Bufalo demonstrēja, kā šī metode spēja novērst pelēm Alcheimera atmiņas samazināšanos.
Daudzi ģenētiski pētījumi par Alcheimera slimības cēloņiem ir vērsti uz izmaiņām gēnu DNS.
Jaunais pētījums tomēr koncentrējas uz epigenetiku, kas attiecas uz mehānismiem, kas var ieslēgt un izslēgt gēnus, netraucējot to DNS kodu.
Papīrs par darbu tagad ir atrodams žurnālā Smadzenes.
"Šajā rakstā," saka vecākais pētījuma autors Zhen Yan, Ph.D., kurš ir fizioloģijas un biofizikas katedras profesors, "mēs esam ne tikai identificējuši epigenētiskos faktorus, kas veicina atmiņas zudumu, bet arī atradām veidus lai tos uz laiku mainītu [Alcheimera slimības] dzīvnieku modelī. ”
Alcheimera slimība un sinapses zudums
Alcheimera slimība ir galvenais demences cēlonis. Saskaņā ar Pasaules Veselības organizācijas (PVO) datiem no 60 līdz 70 procentiem no 50 miljoniem cilvēku visā pasaulē, kuri dzīvo ar demenci, ir Alcheimera slimība.
Lielākajai daļai cilvēku, kuriem attīstās Alcheimera slimība, simptomi sāk parādīties vecumā no 60 līdz 70 gadiem. Viņiem būs grūti atcerēties, domāt un veikt vienkāršus ikdienas uzdevumus. Galu galā viņi nevarēs dzīvot patstāvīgi.
Lai gan eksperti pilnībā neizprot Alcheimera slimības cēloņus, viņi norāda, ka tā attīstās gēnu, vides un dzīvesveida kombinācijas dēļ.
Viena no Alcheimera slimības atšķirīgajām iezīmēm ir smadzeņu bojājuma veids, kas noved pie sinapses zuduma, kas ir savienojumi starp neironiem vai smadzeņu šūnām.
Signāli no vienas šūnas pāriet uz citu, izmantojot ķīmiskos ziņotājus, kurus sauc par neirotransmiteriem, kuri šķērso spraugu sinapsē.
Epigenetika un glutamāta receptori
Lai komunikācija sinapsēs darbotos efektīvi, smadzeņu šūnām ir nepieciešams daudz specializētu olbaltumvielu, ko sauc par receptoriem. Viens no tiem, glutamāta receptors, ir izšķirošs īstermiņa atmiņai un mācībām, saka Yan.
Šķiet, ka visnozīmīgākā atmiņas un domāšanas spēju pasliktināšanās notiek vēlākajās Alcheimera slimības stadijās, un galvenais iemesls tam šķiet glutamāta receptoru zudums.
"Mēs noskaidrojām, ka Alcheimera slimības gadījumā," skaidro Yans, "daudzas glutamāta receptoru apakšvienības frontālajā garozā ir noregulētas, izjaucot ierosmes signālus, kas pasliktina darba atmiņu."
Viņa piebilst, ka epigenētiskās izmaiņas, kas rodas Alcheimera slimībā, mēdz notikt vēlākajās slimības stadijās. Tas ir tad, kad cilvēki cīnās, lai saglabātu jaunu informāciju un piedzīvotu “visdramatiskāko izziņas samazināšanos”.
Dažādi epigenētiskie mehānismi var ieslēgt un izslēgt gēnus, vai arī regulēt vai noregulēt to izpausmi.
Piemēram, daži mehānismi var uzlikt gēna DNS ķīmiskās etiķetes vai mainīt tā iepakojuma struktūru, lai tā DNS daļas būtu vairāk vai mazāk pieejamas šūnu procesiem.
Ja gēns kodē olbaltumvielu, paaugstināta regulēšana vai samazināšana novedīs pie tā, ka šūnas ražo vairāk vai mazāk olbaltumvielu.
Pētnieki atklāja, ka epigenētiskā mehānisma veids, kas izraisīja glutamāta receptoru samazināšanos, bija tāds, kas mainīja iepakojumu, un to sauc par “represīvas histona modifikācijas” nosaukumu.
Viņi atrada pierādījumus par pastiprinātu represīvu histona modifikāciju Alcheimera slimības peles modelī un cilvēku ar šo slimību pēcnāves audos.
Epigenētiskais mehānisms noregulē gēnu un samazina glutamāta receptoru ražošanu. Tas "noved pie sinaptiskās funkcijas zaudēšanas un atmiņas deficīta", saka Jan.
Jauni virzieni smadzeņu slimību ārstēšanai
Tā kā ir fermenti, kas kontrolē represīvo histona modifikāciju, secinājumi liecina, ka zāles, kas vērstas uz viņiem, varētu būt daudzsološi kandidāti Alcheimera ārstēšanai.
Turpmākajā darbā ar peles modeļiem komanda apstiprināja, ka tas, iespējams, tā arī ir.
Dzīvnieku injicēšana ar savienojumiem, kas bloķē fermentus, uzlaboja darba, telpisko un atpazīšanas atmiņu, kas ilga apmēram 1 nedēļu.
Uzlabojumi sakrita arī ar “glutamāta receptoru ekspresijas un funkcijas atjaunošanos frontālajā garozā”, atzīmē Jan.
Alcheimera slimība un citas šādas smadzeņu slimības reti ir saistītas tikai ar vienu gēnu. Parasti tie ir poligenētiski, tas ir, tie ietver daudzus gēnus, kuriem katram ir tikai neliela ietekme.
Yan saka, ka, tā kā epigenētiskie procesi bieži ietekmē vairākus gēnus, tie varētu piedāvāt auglīgākus ārstēšanas mērķus poligenētiskiem apstākļiem.
"Ar epigenētisku pieeju var izlabot gēnu tīklu, kas kolektīvi atjaunos šūnu normālo stāvokli un atjaunos sarežģīto smadzeņu darbību."
Zhen Yan, Ph.D.
