Alzheimerin tauti: Voisiko tämän mekanismin kohdentaminen kääntää muistin heikkenemisen?
Uusi geneettinen lähestymistapa, joka korjaa katkenneet yhteydet aivosolujen välillä, voi johtaa hoitoihin, jotka palauttavat muistikapasiteetin Alzheimerin taudissa.
Uusi lähestymistapa kääntää muutokset geeniekspressiossa, jolla on taipumus esiintyä taudin myöhemmissä vaiheissa.
New Yorkin osavaltion yliopiston Buffalon tutkijat osoittivat, kuinka menetelmä pystyi kääntämään Alzheimerin muistin heikkenemisen hiirissä.
Paljon geneettistä tutkimusta Alzheimerin taudin syistä keskittyy muutoksiin geenien DNA: ssa.
Uusi tutkimus keskittyy kuitenkin epigenetikkaan, joka koskee mekanismeja, jotka voivat kytkeä geenit päälle ja pois päältä häiritsemättä niiden DNA-koodia.
Paperi työstä on nyt lehdessä Aivot.
"Tässä artikkelissa", sanoo tutkimuksen vanhempi tutkija Zhen Yan, joka on professori fysiologian ja biofysiikan laitokselta, "emme ole vain tunnistaneet muistin menetykseen vaikuttavia epigeneettisiä tekijöitä, vaan löysimme myös tapoja väliaikaisesti kääntää ne [Alzheimerin taudin] eläinmalliin. "
Alzheimerin tauti ja synapsien menetys
Alzheimerin tauti on dementian johtava syy. Maailman terveysjärjestön (WHO) mukaan 60–70 prosentilla 50 miljoonasta dementiassa elävästä maailmasta on Alzheimerin tauti.
Suurimmalla osalla ihmisistä, joille kehittyy Alzheimerin tauti, oireet alkavat olla 60–70-vuotiaita. Heillä on vaikeuksia muistaa, ajatella ja suorittaa yksinkertaisia päivittäisiä tehtäviä. Lopulta he eivät voi elää itsenäisesti.
Vaikka asiantuntijat eivät ymmärrä täysin Alzheimerin taudin syitä, he ehdottavat sen kehittyvän geenien, ympäristön ja elämäntavan yhdistelmän vuoksi.
Yksi Alzheimerin taudin erottavista piirteistä on eräänlainen aivovaurio, joka johtaa synapsien menetykseen, jotka ovat hermosolujen tai aivosolujen välisiä liitoksia.
Signaalit solusta kulkevat toiseen kemiallisten lähettimien, neurotransmitterien, välityksellä, jotka ylittävät aukon synapsiin.
Epigeneettiset ja glutamaattireseptorit
Jotta synapsien välinen viestintä toimisi tehokkaasti, aivosolut tarvitsevat runsaasti erikoistuneita proteiineja, joita kutsutaan reseptoreiksi. Yksi näistä, glutamaattireseptori, on ratkaisevan tärkeää lyhytaikaiselle muistille ja oppimiselle, Yan sanoo.
Vaikuttaa siltä, että merkittävin muistin ja ajattelutaidon heikkeneminen tapahtuu Alzheimerin taudin myöhemmissä vaiheissa, ja tärkein syy tälle näyttää olevan glutamaattireseptorien menetys.
"Huomasimme, että Alzheimerin taudissa", selittää Yan, "monia etupuolen aivokuoren glutamaattireseptoreiden alayksiköitä säännellään alas, mikä häiritsee herätesignaaleja, mikä heikentää työmuistia."
Hän lisää, että Alzheimerin taudissa esiintyvät epigeneettiset muutokset tapahtuvat yleensä taudin myöhemmissä vaiheissa. Silloin ihmiset kamppailevat saadakseen uutta tietoa ja kokevat "dramaattisimman kognitiivisen heikkenemisen".
Erilaiset epigeneettiset mekanismit voivat kytkeä geenit päälle ja pois tai säätää tai säätää niiden ilmentymistä.
Jotkut mekanismit voivat esimerkiksi laittaa kemialliset tunnisteet geenin DNA: han tai muuttaa sen pakkauksen rakennetta, jotta sen DNA-osista saadaan enemmän tai vähemmän pääsy soluprosesseihin.
Jos geeni koodaa proteiinia, ylisäätö tai alasregulaatio johtaa siihen, että solut tuottavat enemmän tai vähemmän proteiinia.
Tutkijat havaitsivat, että epigeneettinen mekanismi, joka aiheutti glutamaattireseptorien vähenemisen, oli pakkausta muuttava mekanismi, jota kutsutaan nimellä "repressiivinen histonimuutos".
He löysivät todisteita lisääntyneestä repressiivisestä histonimuutoksesta Alzheimerin taudin hiirimallissa ja tautia sairastavien ihmisten kuolemantapauksissa.
Epigeneettinen mekanismi säätelee geeniä alaspäin ja vähentää glutamaattireseptorien tuotantoa. Tämä "johtaa synaptisen toiminnan menetykseen ja muistivajeisiin", sanoo Yan.
Uudet ohjeet aivosairauksien hoitoon
Koska on entsyymejä, jotka kontrolloivat repressiivistä histonimodifikaatiota, havainnot viittaavat siihen, että heille kohdennetut lääkkeet voivat olla lupaavia ehdokkaita Alzheimerin taudin hoidossa.
Jatkotyössään hiirimallien kanssa työryhmä vahvisti, että näin oli todennäköisesti.
Eläinten pistäminen entsyymejä estävillä yhdisteillä johti työ-, tila- ja tunnistusmuistin paranemiseen, joka kesti noin viikon.
Parannukset osuivat myös "glutamaattireseptorin ilmentymisen ja toiminnan palautumiseen etupuolen aivokuoressa", Yan huomauttaa.
Alzheimerin tauti ja muut tällaiset aivosairaudet liittyvät harvoin vain yhteen geeniin. Ne ovat yleensä polygeneettisiä, toisin sanoen niihin liittyy monia geenejä, joista jokaisella on vain pieni vaikutus.
Yan sanoo, että koska epigeneettiset prosessit vaikuttavat usein useisiin geeneihin, ne voisivat tarjota hedelmällisempiä hoitokohteita polygeneettisissä olosuhteissa.
"Epigeneettinen lähestymistapa voi korjata geeniverkoston, joka palauttaa solut kollektiivisesti normaaliin tilaansa ja palauttaa monimutkaisen aivotoiminnan."
Zhen Yan, Ph.D.
