Οι επιστήμονες εντόπισαν στοιχεία ενός προηγουμένως άγνωστου μηχανισμού που μπορεί να εξηγήσει πώς πεθαίνουν τα εγκεφαλικά κύτταρα στη νόσο του Αλτσχάιμερ και στη μετωποκροταφική άνοια (FTD). Η ανακάλυψη, η οποία επικεντρώνεται σε μια διαδικασία γνωστή ως καρυόπτωση, θα μπορούσε να υποδείξει τους ερευνητές σε νέους τρόπους για να επιβραδύνουν την εξέλιξη αυτής της καταστροφικής κατάστασης.
Πολλές νευροεκφυλιστικές ασθένειες, συμπεριλαμβανομένης της αμυοτροφικής πλευρικής σκλήρυνσης (ALS), της νόσου του Alzheimer και της FTD, χαρακτηρίζονται από τη συσσώρευση επιβλαβών πρωτεϊνών μέσα στους νευρώνες. Με την πάροδο του χρόνου, αυτά τα νευρικά κύτταρα πεθαίνουν, συμβάλλοντας στην απώλεια μνήμης και άλλα συμπτώματα. Αν και οι επιστήμονες γνωρίζουν από καιρό για διάφορες μορφές κυτταρικού θανάτου, συμπεριλαμβανομένης της απόπτωσης, αυτοί οι μηχανισμοί δεν έχουν ποτέ εξηγήσει πλήρως την εκτεταμένη νευρωνική απώλεια που παρατηρείται σε αυτές τις διαταραχές.
Τώρα, ερευνητές στο King’s College του Λονδίνου, σε συνεργασία με το Ερευνητικό Ινστιτούτο Άνοιας του Ηνωμένου Βασιλείου και με την υποστήριξη του Alzheimer’s Research UK, εντόπισαν την καρυόπτωση ως έναν πιθανό κρίκο που λείπει που συνδέει τις εναποθέσεις τοξικών πρωτεϊνών με τον θάνατο των εγκεφαλικών κυττάρων.
Η καρυόπτωση αναφέρεται σε μια σειρά χημικών αντιδράσεων που ενεργοποιούνται όταν συσσωρεύονται τοξικές πρωτεΐνες μέσα σε ένα κύτταρο. Καθώς η διαδικασία ξετυλίγεται, ο πυρήνας του κυττάρου, που περιέχει το γενετικό του υλικό, συρρικνώνεται αργά πριν τελικά αποσυντεθεί.
Στοιχεία έχουν βρεθεί σε εγκεφάλους Alzheimer και FTD
Αποτελέσματα, δημοσιευμένα Επικοινωνία με τη φύσηΜε βάση την ανάλυση 3.000 εγκεφαλικών κυττάρων που συλλέχθηκαν από 28 άτομα με FTD ή νόσο Αλτσχάιμερ σε τελευταίο στάδιο. Χρησιμοποιώντας υπολογιστικούς αλγόριθμους, οι ερευνητές εντόπισαν διαφορετικές μορφές κυτταρικού θανάτου μέσα στον ιστό.
Βρήκαν σημάδια καρυόπτωσης στο 35 τοις εκατό των κυττάρων από τον μετωπιαίο φλοιό των ατόμων με νόσο του Αλτσχάιμερ, σε σύγκριση με μόνο το 15 τοις εκατό των κυττάρων σε υγιείς ηλικιωμένους ενήλικες.
«Αυτή η μελέτη είναι το αποκορύφωμα ενός 10ετούς ταξιδιού στο King’s, αφού εντοπίσαμε για πρώτη φορά την καρυόπτωση σε μια σχετικά σπάνια ασθένεια που είναι ένα κοινό χαρακτηριστικό της άνοιας που επηρεάζει εκατομμύρια ανθρώπους».
Ένας πιθανός νέος στόχος για τη θεραπεία της άνοιας
Οι ερευνητές αποκάλυψαν επίσης ένα βασικό μοριακό μονοπάτι που φαίνεται να ρυθμίζει την καρυόπτωση. Διαπίστωσαν ότι ο εξαναγκασμός των πρωτεϊνών μέσα στους νευρώνες να συσσωρευτούν, χαρακτηριστικό γνώρισμα πολλών νευροεκφυλιστικών ασθενειών, μπορεί να πυροδοτήσει αυτήν την καταστροφική διαδικασία.
Σύμφωνα με τη μελέτη, η παραγωγή τοξικών πρωτεϊνών αποσταθεροποιεί την εξωτερική μεμβράνη του πυρήνα, με αποτέλεσμα να συρρικνώνεται και τελικά να αποσυντίθεται.
Στη συνέχεια, η ομάδα ερεύνησε πρωτεΐνες γνωστές ως κινάσες, οι οποίες δρουν ως μοριακόι διακόπτες σε αυτό το μονοπάτι. Σε εργαστηριακά πειράματα με τη χρήση νευρώνων ποντικιού, ο αποκλεισμός αυτών των διακοπτών μείωσε τους δείκτες που σχετίζονται με την καρυόπτωση. Συγκεκριμένα, η αλληλεπίδραση μεταξύ της κινάσης ρ38 MAP κινάσης και της πρωτεΐνης LaminB1 έχει αναδειχθεί ως ένας πολλά υποσχόμενος στόχος για την επιβράδυνση ή την πρόληψη της διάσπασης του πυρήνα.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτό το μονοπάτι θα μπορούσε τελικά να οδηγήσει σε θεραπείες που μειώνουν τη βλάβη των εγκεφαλικών κυττάρων στην άνοια. Ο επόμενος στόχος τους είναι να αναπτύξουν τρόπους επιλεκτικής στόχευσης της αλληλεπίδρασης μεταξύ της κινάσης p38 MAP και του LaminB1 στους ανθρώπους.
«Στοχεύοντας συγκεκριμένα την αλληλεπίδραση μεταξύ της κινάσης p38 MAP και του LaminB1, μπορούμε να επιβραδύνουμε τη διαδικασία του κυτταρικού θανάτου, αγοράζοντας χρόνο για πιο συγκεκριμένες θεραπείες κατά ορισμένων νευροεκφυλιστικών ασθενειών», δήλωσε ο Δρ Manolis Fanto, Reader in Functional Genomics, Institute of Psychiatry, Psychology and Neuroscience, King’s College του Λονδίνου.
Δημιουργία οδικού χάρτη για μελλοντικές θεραπείες
“Ο κυτταρικός θάνατος και η βλάβη στον εγκέφαλο οδηγούν σε πολλά από τα συμπτώματα που βιώνουν οι άνθρωποι με άνοια. Η έρευνά μας αποκάλυψε μια νέα σειρά χημικών γεγονότων που μπορούν να συντονίσουν τον κυτταρικό θάνατο στα εγκεφαλικά κύτταρα. Αρχίσαμε να χαρτογραφούμε τον δρόμο για το πώς λειτουργεί η καρυόπτωση και είμαι ενθουσιασμένος που βλέπω τις μελλοντικές προόδους που μπορεί να οδηγήσει στην ερευνητική κοινότητα για την άνοια και όχι μόνο”, δήλωσε ο ερευνητής DK Researchbe της Ricebee. Ινστιτούτο Dr. στο King’s και πρώτος συγγραφέας στο χαρτί.
«Για δεκαετίες, γνωρίζουμε ότι οι τοξικές πρωτεΐνες συσσωρεύονται στη νόσο του Αλτσχάιμερ και στη μετωποκροταφική άνοια, αλλά το πώς ακριβώς οδηγούν σε βλάβη των εγκεφαλικών κυττάρων παραμένει ασαφές.
“Η αναγνώριση της καρυόπτωσης είναι ένα σημαντικό βήμα για την εύρεση στόχων θεραπείας που μπορούν να σταματήσουν ή να επιβραδύνουν την απώλεια κυττάρων. Αυτό θα μπορούσε να βοηθήσει στη διεύρυνση του παραθύρου για θεραπείες που αντιμετωπίζουν τις υποκείμενες αιτίες της νόσου, φέρνοντάς μας πιο κοντά σε μια θεραπεία για την άνοια. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το Alzheimer’s Research UK χρηματοδοτεί και υποστηρίζει την έρευνα”, δήλωσε ο Senior Alzheim.
Η μελέτη, «Η καρυόπτωση μεσολαβεί κυτταρικό θάνατο και νευροεκφυλισμό μετά από πρωτεοτοξικό στρες», δημοσιεύτηκε στο Επικοινωνία με τη φύση.
Η έρευνα χρηματοδοτήθηκε αρχικά από το Alzheimer’s Research UK και το Biotechnology and Biological Sciences Research Council International Partnership. Πρόσθετη υποστήριξη προήλθε από φοιτητικές υποτροφίες που χορηγήθηκαν από το Συμβούλιο Ιατρικής Έρευνας του Ηνωμένου Βασιλείου και το Ερευνητικό Ινστιτούτο Άνοιας του Ηνωμένου Βασιλείου.
