Болезнь Альцгеймера: защита `` электростанции '' клеток может дать толчок новому лечению
Повреждение митохондрий - крошечных электростанций внутри клеток, обеспечивающих их энергией, - запускает события, которые происходят на ранних стадиях болезни Альцгеймера, и могут стать многообещающей мишенью для лечения.
Так завершается новое исследование, опубликованное в журнале. Болезнь Альцгеймера и деменция это показывает, как олигомерный бета-амилоид - высокотоксичный белок - разрушает митохондрии.
Исследование также показывает, как предварительная обработка может защитить клетки мозга человека от такого повреждения.
«Митохондрии, - говорит ведущий автор доктор Диего Мастроени, доцент Университета штата Аризона в Темпе, - являются основным источником энергии в клетках мозга, и было показано, что дефицит энергетического метаболизма является одним из самых ранних явлений болезни Альцгеймера. патобиология ».
Болезнь Альцгеймера - разрушительное заболевание, которое разрушает ткани мозга и лишает людей способности думать, запоминать, принимать решения, общаться и жить независимо.
Это наиболее распространенная форма деменции и шестая по значимости причина смерти в Соединенных Штатах, где этим заболеванием страдают более 5 миллионов человек.
Бремя болезни Альцгеймера в США растет с возрастом населения. Стоимость болезни Альцгеймера и других деменций вырастет с 259 миллиардов долларов до 1,1 триллиона долларов в период с 2017 по 2050 год.
По мере своего развития болезнь изменяет биологию и химию мозга, вызывая гибель нервных клеток или нейронов и сокращение тканей.
В настоящее время не существует лекарства или эффективного лечения, которое значительно замедлило бы прогрессирование болезни Альцгеймера.
Известно, что признаки раннего изменения тканей проявляются еще до появления поведенческих симптомов болезни Альцгеймера; однако, несмотря на некоторые сильные теории, точные причины остаются загадкой.
Бета-амилоид и болезнь Альцгеймера
Доминирующая теория о происхождении болезни Альцгеймера предполагает, что накопление липких фрагментов белка, называемых бета-амилоидом, запускает цепь событий в мозге, которая приводит к болезни.
Основным доказательством в поддержку этой теории амилоида является то, что вскрытие мозга людей, умерших от болезни Альцгеймера, обнаруживает два различных типа аномальных скоплений белка: клубки внутри клеток и бляшки между клетками.
Эти признаки болезни Альцгеймера были обнаружены в основном в гиппокампе, неокортексе и других частях мозга, которые расположены ниже коры и важны для мышления, памяти и обучения.
Однако по мере того, как исследования углубились в болезнь и ее возможные причины, возникли проблемы с теорией амилоида, говорят авторы нового исследования.
Одна проблема касается несоответствий в доказательствах. Например, в некоторых исследованиях сообщалось, что, несмотря на обильное присутствие амилоидных бляшек в их мозгу, у некоторых пожилых пациентов не было заметных нарушений мышления и памяти, в то время как у других пациентов с тяжелыми симптомами, подобными болезни Альцгеймера, накопление аномального амилоидного белка было очень незначительным. .
Еще одна причина подвергнуть сомнению теорию амилоида заключается в том, что экспериментальные препараты, нацеленные на амилоид как способ лечения болезни Альцгеймера, показали неутешительные результаты в клинических испытаниях и не смогли остановить снижение.
Эти вопросы и проблемы заставили исследователей утверждать, что бляшки и клубки, вероятно, появляются на более поздних стадиях болезни Альцгеймера, и что задействованы другие триггеры.
Роль митохондрий?
Митохондрии - это крошечные отсеки внутри клеток, в которых кислород и питательные вещества превращаются в аденозинтрифосфат (АТФ), который является основным источником энергии для клеточной активности.
«Десятилетия исследований» показали, что эти клеточные электростанции различаются между мозгом Альцгеймера и здоровым мозгом.
Это привело к мнению, что митохондрии играют важную роль в развитии болезни Альцгеймера не только как участники, но и как движущие силы болезни.
Текущие дебаты варьируются от предположения, что бета-амилоид вызывает дисфункцию митохондрий, до предположения, что «каскад» митохондриальных изменений «иерархически вытесняет» развитие бета-амилоида.
Другой аргумент в дебатах предполагает, что при болезни Альцгеймера «высокотоксичная» форма бета-амилоида, известная как олигомерный бета-амилоид, ускоряет снижение митохондрий, которое происходит естественным образом с возрастом.
Новое исследование, в котором изучается влияние олигомерного бета-амилоида на митохондрии в клетках мозга, дает новые доказательства в этом направлении.
Свидетельства нарушения митохондрий
Для своего исследования доктор Мастроени и его коллеги извлекли пирамидные нейроны из гиппокампа в головном мозге пациентов, умерших от болезни Альцгеймера.
Пирамидные нейроны были описаны как «двигатели и встряхиватели» мозга и важны для когнитивной обработки. Известно, что болезни, вызывающие истощение мозга, такие как болезнь Альцгеймера, непропорционально убивают эти клетки.
Когда они изучали пирамидные нейроны гиппокампа, исследователи обнаружили доказательства - в виде сниженной экспрессии многих митохондриальных генов - чтобы предположить, что их митохондрии были нарушены олигомерным бета-амилоидом.
Они обнаружили, что такое же снижение экспрессии митохондриальных генов происходит при воздействии токсичного белка на клетки линии нейробластомы человека.
Другие типы клеток, такие как клетки астроцитов и микроглии, извлеченные из гиппокампа мозга, пораженного той же болезнью Альцгеймера, не показали признаков нарушения митохондрий. Клетки астроцитов и микроглии обеспечивают поддержку, такую как поддержание химического баланса и снабжение питательными веществами.
Предварительная обработка может защитить нейроны
В другой серии экспериментов исследователи предварительно обработали человеческие нейроны в лаборатории соединением, структурно похожим на CoQ10, который, как известно, повышает АТФ и ограничивает окислительный стресс - еще один процесс, который может разрушать митохондрии.
Когда они подвергали предварительно обработанные нейроны воздействию олигомерного бета-амилоида, у них наблюдалось уменьшение признаков разрушения митохондрий. Они предполагают, что этот результат может открыть путь к новым методам лечения болезни Альцгеймера.
«Это исследование усиливает токсичность олигомерного бета-амилоида на митохондрии нейронов и подчеркивает важность защитных соединений для защиты митохондрий от токсичности олигомерного бета-амилоида».
Д-р Диего Мастроени
