Perubahan otak yang berkaitan dengan Alzheimer boleh bermula pada usia 40 tahun
Para saintis mungkin telah meningkatkan pemahaman kita mengenai mekanisme otak di sebalik penyakit Alzheimer, setelah menemui proses yang mendahului penumpukan protein beracun yang merupakan ciri khas keadaan ini.
Dalam kajian tikus, saintis di University of Southern California (USC) di Los Angeles mendedahkan bagaimana kerosakan pada sel yang disebut pericytes dapat mencetuskan penyakit materi putih, yang dikaitkan dengan demensia.
Hasil kajian menunjukkan bahawa perubahan otak ini mungkin berlaku seawal usia 40 tahun.
Penyakit jirim putih dicirikan oleh kemerosotan jirim putih. Ini adalah tisu otak yang mengandungi serat saraf, struktur seperti utas yang membawa isyarat dari sel-sel saraf, atau neuron, ke kawasan lain di badan.
Dalam penyakit jirim putih, serat saraf ini menjadi rosak, dan ini menyebabkan masalah dengan ingatan, pemikiran, dan keseimbangan.
Menurut penulis kajian kanan Berislav Zlokovic, dari Keck School of Medicine di USC, penyakit materi putih sering terjadi pada orang dewasa yang lebih tua, dan penyelidikan telah menghubungkan keadaan ini dengan penyakit saluran kecil otak, yang mereka katakan "menyumbang kepada hampir 50 peratus kes demensia di seluruh dunia, termasuk penyakit Alzheimer. "
Walau bagaimanapun, mekanisme tepat yang menyebabkan penyakit materi putih menyebabkan demensia tidak jelas. Tetapi kajian baru dari Zlokovic dan rakan sekerja menjelaskan.
Penyelidik baru-baru ini melaporkan penemuan mereka dalam jurnal itu Perubatan Alam.
Kesihatan pericytes dan white matter
Kajian ini memfokuskan pada peranan perosit, iaitu sel yang melapisi dinding kapilari, atau saluran darah terkecil badan.
Pertama, pasukan melakukan analisis postmortem otak orang yang menghidap penyakit Alzheimer, dan mereka membandingkannya dengan otak orang dewasa yang sihat.
Para penyelidik mendapati bahawa otak orang dengan penyakit Alzheimer mempunyai 50 peratus lebih sedikit perikosit daripada otak yang sihat, dan tahap protein yang disebut fibrinogen - protein peredaran darah yang membantu penyembuhan luka - meningkat tiga kali lipat di kawasan materi putih.
Dengan menggunakan MRI untuk mengkaji model tetikus yang kekurangan perisitit, didapati bahawa sel-sel ini memainkan peranan penting dalam kesihatan bahan putih.
Ketika tikus yang kekurangan pericyte berumur 12–16 minggu - yang setara dengan kira-kira 40 tahun manusia - tahap fibrinogen mereka sekitar 10 kali lebih tinggi di corpus callosum, kawasan otak yang berperanan dalam mengirimkan data kognitif dan deria dari satu bahagian otak ke bahagian lain.
Pada usia 36–48 minggu - bersamaan dengan 70 tahun manusia - tikus yang kekurangan pericyte menunjukkan peningkatan kebocoran saluran darah sebanyak 50 peratus, lapor tim.
"Pemerhatian kami menunjukkan bahawa setelah perityt rosak, aliran darah di otak berkurang seperti saluran air yang perlahan-lahan tersumbat," kata penulis kajian pertama Angeliki Maria Nikolakopoulou, dari Institut Neurogenetik Zilkha di Sekolah Perubatan Keck.
Membongkar 'permulaan demensia'
Untuk bahagian kajian seterusnya, pasukan menilai kelajuan tikus menggunakan ujian roda. Ketika mereka mencapai usia 12–16 minggu, tikus yang kekurangan pericyte didapati 50% lebih lambat daripada tikus kawalan.
"Tikus kekurangan perosit berfungsi lebih perlahan kerana terdapat perubahan struktur pada bahan putihnya dan kehilangan hubungan antara neuron," catat Zlokovic.
Dengan mengesahkan teori mereka dengan MRI, para penyelidik mendapati bahawa pada usia 12–16 minggu, tikus yang kekurangan perisitit menunjukkan perubahan struktur pada benda putih.
"Pericytes dikompromikan sejak awal," jelas penulis kajian pertama Axel Montagne, juga dari Zilkha Neurogenetic Institute. “Anggaplah itu sebagai rambut yang tersumbat dari waktu ke waktu. Setelah saluran air tersumbat, retakan mula terbentuk di 'paip' atau saluran darah otak. Gumpalan benda putih dan sambungan otak terganggu. Itulah permulaan demensia. "
Montagne menambah bahawa penemuan ini menunjukkan bahawa pada manusia, penyakit materi putih boleh bermula seawal usia 40 tahun.
"Banyak saintis," kata Zlokovic, "telah memfokuskan penyelidikan penyakit Alzheimer mereka pada penumpukan protein amiloid toksik dan tau di otak, tetapi kajian ini dan yang lain dari makmal saya menunjukkan bahawa masalahnya bermula lebih awal - dengan saluran darah yang bocor di otak . "
Pendekatan baru untuk mencegah demensia?
Apabila para penyelidik menggunakan sebatian untuk mengurangkan kadar fibrinogen dalam darah dan otak tikus, mereka mendapati bahawa jumlah bahan putih dipulihkan kepada 90 peratus, sementara penyambungan bahan putih dipulihkan kepada 80 peratus.
"Kajian kami memberikan bukti bahawa mensasarkan fibrinogen dan mengehadkan deposit protein ini di otak dapat membalikkan atau memperlambat penyakit materi putih."
Berislav Zlokovic
Para penyelidik percaya bahawa penemuan mereka mungkin menunjukkan fibrinogen sebagai sasaran untuk mencegah pendahuluan demensia ini, tetapi kajian lebih lanjut diperlukan untuk menentukan strategi terbaik.
"Kita harus mencari pendekatan yang tepat," kata Zlokovic, sambil menambahkan, "Mungkin fokus pada pengukuhan integriti penghalang darah-otak mungkin menjadi jawapan kerana anda tidak dapat menghilangkan fibrinogen dari darah pada manusia. Protein ini diperlukan dalam darah. Kebetulan toksik bagi otak. "
