Alzheimer: Melindungi 'pusat tenaga' sel dapat mendorong rawatan baru
Kecederaan pada mitokondria - rumah kuasa kecil di dalam sel yang memberi mereka tenaga - mencetuskan kejadian yang berlaku pada awal penyakit Alzheimer dan mungkin memberikan sasaran yang menjanjikan untuk rawatan.
Jadi menyimpulkan kajian baru yang diterbitkan dalam jurnal Alzheimer & Dementia yang menunjukkan bagaimana oligomerik beta amiloid - protein yang sangat toksik - mengganggu mitokondria.
Kajian ini juga mendedahkan bagaimana pra-rawatan dapat melindungi sel-sel otak manusia dari kerosakan tersebut.
"Mitokondria," kata penulis utama Dr. Diego Mastroeni, seorang penolong profesor di Arizona State University di Tempe, "adalah sumber tenaga utama dalam sel otak dan kekurangan metabolisme tenaga telah terbukti menjadi salah satu peristiwa paling awal dalam penyakit Alzheimer. patobiologi. "
Alzheimer's adalah penyakit dahsyat yang merosakkan tisu otak dan merampas kemampuan orang untuk berfikir, ingat, membuat keputusan, bersosial, dan hidup secara bebas.
Ini adalah bentuk demensia yang paling biasa dan penyebab kematian keenam utama di Amerika Syarikat, di mana lebih daripada 5 juta orang menghidapnya.
Beban penyakit Alzheimer di A.S. semakin meningkat seiring bertambahnya usia. Kos demensia Alzheimer dan lain-lain dijangka meningkat dari $ 259 bilion menjadi $ 1.1 trilion antara tahun 2017 dan 2050.
Ketika berlanjutan, penyakit ini mengubah biologi dan kimia otak yang menyebabkan sel-sel saraf, atau neuron, binasa dan tisu mengecut.
Tidak ada penawar atau rawatan yang berkesan yang secara signifikan memperlambat kemajuan penyakit Alzheimer.
Tanda-tanda perubahan tisu awal diketahui berlaku sebelum gejala tingkah laku Alzheimer muncul; namun, walaupun terdapat beberapa teori yang kuat, penyebabnya tetap menjadi misteri.
Amyloid beta dan penyakit Alzheimer
Teori yang dominan mengenai asal usul Alzheimer mengusulkan bahawa pengumpulan serpihan protein melekit yang disebut amyloid beta melancarkan rangkaian kejadian di otak yang membawa kepada penyakit ini.
Bukti utama untuk menyokong teori amiloid ini adalah bahawa autopsi otak orang yang mati dengan penyakit Alzheimer mempunyai dua jenis pengumpulan protein yang tidak normal: kekusutan di dalam sel dan plak antara sel.
Ciri khas Alzheimer ini banyak dijumpai di hippocampus, neokorteks, dan bahagian otak lain yang berada di bawah korteks dan penting untuk berfikir, ingatan, dan belajar.
Namun, ketika penyelidikan telah menyelidiki penyakit ini dengan lebih mendalam dan kemungkinan penyebabnya, masalah dengan teori amiloid telah muncul, kata penulis kajian baru itu.
Satu masalah berkaitan dengan ketidakkonsistenan dalam bukti. Sebagai contoh, beberapa kajian telah melaporkan bahawa, walaupun terdapat banyak plak amiloid di otak mereka, beberapa pesakit yang lebih tua tidak menunjukkan kekurangan pemikiran dan ingatan yang dapat diukur, sementara pesakit lain dengan gejala Alzheimer yang teruk telah menunjukkan penumpukan protein amiloid yang tidak normal. .
Alasan lain untuk mempersoalkan teori amiloid adalah bahawa ubat eksperimen yang mensasarkan amiloid sebagai cara untuk mengubati Alzheimer telah menunjukkan hasil yang mengecewakan dalam ujian klinikal dan gagal menghentikan penurunannya.
Persoalan dan masalah ini telah menyebabkan para penyelidik berpendapat bahawa plak dan kekusutan mungkin muncul pada peringkat akhir Alzheimer dan bahawa pencetus lain terlibat.
Peranan mitokondria?
Mitokondria adalah ruang kecil di dalam sel di mana oksigen dan nutrien berubah menjadi adenosin trifosfat (ATP), yang merupakan sumber utama bahan bakar untuk aktiviti sel.
"Dekad penyelidikan" telah menunjukkan bahawa pusat tenaga selular ini berbeza antara otak Alzheimer dan otak yang sihat.
Ini menyebabkan pandangan bahawa mitokondria memainkan peranan penting dalam Alzheimer, bukan hanya sebagai penyumbang tetapi juga sebagai penyebab penyakit.
Perbahasan semasa berkisar dari menunjukkan bahawa amiloid beta menyebabkan disfungsi mitokondria hingga mengusulkan bahawa "lata" perubahan mitokondria "secara hierarkis menggantikan" perkembangan beta amiloid.
Hujah lain dalam perbahasan mengemukakan bahawa, dalam penyakit Alzheimer, bentuk amiloid beta yang "sangat toksik" - dikenali sebagai beta amiloid oligomerik - meningkatkan penurunan mitokondria yang berlaku secara semula jadi seiring bertambahnya usia.
Kajian baru, yang mengkaji kesan beta amiloid oligomer pada mitokondria dalam sel otak, memberikan bukti baru ke arah ini.
Bukti gangguan pada mitokondria
Untuk kajian mereka, Dr. Mastroeni dan rakan-rakannya mengeluarkan neuron piramidal dari hipokampus di otak pesakit yang telah meninggal dunia akibat penyakit Alzheimer.
Neuron piramidal telah digambarkan sebagai "penggerak dan pengocok" otak dan penting untuk pemprosesan kognitif. Penyakit otak-otak seperti Alzheimer diketahui membunuh sel-sel ini secara tidak proporsional.
Semasa mereka mengkaji neuron piramid hipokampal, para penyelidik menemui bukti - dalam bentuk pengurangan ekspresi banyak gen mitokondria - untuk menunjukkan bahawa mitokondria mereka telah terganggu oleh oligomerik amiloid beta.
Mereka mendapati pengurangan ekspresi gen mitokondria yang sama berlaku ketika mereka mendedahkan sel dari garis sel neuroblastoma manusia kepada protein toksik.
Jenis sel lain - seperti sel astrosit dan mikroglia - diekstrak dari hippocampus otak yang terkena penyakit Alzheimer yang sama, tidak menunjukkan bukti mitokondria terjejas. Sel Astrosit dan mikroglia memberikan sokongan seperti menjaga keseimbangan kimia dan membekalkan nutrien.
Pra-rawatan boleh melindungi neuron
Dalam siri eksperimen lain, para penyelidik melakukan pra-rawatan neuron manusia di makmal dengan sebatian yang secara struktural serupa dengan CoQ10, yang diketahui dapat meningkatkan ATP dan membatasi tekanan oksidatif, satu lagi proses yang dapat menurunkan mitokondria.
Apabila mereka mendedahkan neuron yang telah dirawat sebelumnya kepada beta amiloid oligomer, mereka menunjukkan tanda-tanda kemerosotan mitokondria yang berkurang. Mereka menunjukkan bahawa hasil ini dapat membuka jalan untuk rawatan baru untuk penyakit Alzheimer.
"Kajian ini memperkuat ketoksikan beta amiloid oligomer pada mitokondria neuron dan menekankan pentingnya sebatian pelindung untuk melindungi mitokondria dari ketoksikan beta amiloid oligomer."
Diego Mastroeni
