Membaiki penghalang darah-otak yang bocor dapat meremajakan fungsi otak
Penyelidikan baru pada tikus mempersoalkan idea bahawa "anda tidak boleh mengajar anjing baru trik baru." Jawapannya mungkin terletak pada pemeliharaan penghalang darah-otak, yang cenderung menjadi bocor seiring bertambahnya usia.
Penghalang darah-otak adalah sekumpulan ciri saluran darah yang kompleks yang membantu melindungi otak daripada bahan-bahan yang berpotensi berbahaya dalam aliran darah.
Dalam satu kebelakangan ini Perubatan Translasional Sains kajian, para saintis menerangkan bagaimana pemecahan penghalang darah-otak dapat mencetuskan keradangan otak dan gangguan kognitif pada tikus yang berusia.
Pasukan antarabangsa mendapati bahawa pemecahan penghalang darah-otak mengaktifkan protein isyarat dalam sel otak yang disebut astrosit.
Para penyelidik kemudian mengembangkan dan menguji ubat yang menyekat protein isyarat, yang dengan nama mengubah faktor pertumbuhan-beta (TGF-beta).
Setelah menjalani rawatan dengan ubat tersebut, tikus menunjukkan lebih sedikit tanda-tanda keradangan otak dan peningkatan kemampuan untuk mempelajari tugas-tugas baru yang sesuai dengan prestasi tikus yang jauh lebih muda.
"Kami cenderung memikirkan otak yang sudah tua dengan cara yang sama seperti kita memikirkan neurodegenerasi: Umur melibatkan kehilangan fungsi dan sel mati," kata pengarang kajian bersama senior Daniela Kaufer, seorang profesor biologi integratif di University of California, Berkeley.
"Tetapi data baru kami menceritakan kisah yang berbeza tentang mengapa otak yang berusia tidak berfungsi dengan baik: Ini kerana 'kabut' beban radang ini," tambahnya.
Kaufer menjelaskan bahawa dalam beberapa hari setelah penghapusan "kabut radang," otak yang sudah tua mulai berfungsi lebih seperti otak muda.
Penemuan ini dapat membantu para saintis untuk lebih memahami penurunan fungsi otak yang melibatkan keradangan yang dapat menyertai penuaan dan keadaan seperti demensia.
Menyiasat kabus keradangan
Penelitian yang semakin meningkat - termasuk kajian pencitraan oleh pengarang kajian kanan senior Alon Friedman, dari Ben-Gurion University of the Negev di Israel dan Dalhousie University di Kanada - menunjukkan bahawa penghalang darah-otak menjadi kurang cekap seiring bertambahnya usia.
Semakin mudah penyekat darah-otak menjadi semakin mudah bagi bahan-bahan yang menyebabkan peradangan menyeberang dari aliran darah ke tisu otak dan merosakkan sel.
Kaufer dan Friedman juga merupakan penulis bersama yang lain baru-baru ini Perubatan Translasional Sains kajian yang melihat dengan lebih dekat kabut radang dalam halangan darah-otak yang bocor.
Orang yang menghidap penyakit Alzheimer mungkin sering mengalami kejadian epilepsi, tetapi mereka dan doktor tidak semestinya menyedarinya.
Umur yang semakin meningkat adalah faktor risiko untuk penyakit Alzheimer dan epilepsi, dan data eksperimen dan klinikal menyokong idea hubungan antara kedua-dua keadaan.
Untuk kajian kedua, pasukan menganalisis bacaan EEG dari orang-orang dengan penyakit Alzheimer dan menemui tanda tangan EEG untuk apa yang mereka gambarkan sebagai "peristiwa gelombang lambat paroxysmal (PSWE)."
Dari EEG, mereka melihat bagaimana kadar PSWE sepertinya sesuai dengan tahap penurunan kognitif individu.
Dalam EEG penderita epilepsi, mereka mendapati bahawa PSWE yang berlaku di antara sawan sesuai dengan kawasan penghalang darah-otak yang bocor. Mereka menemui padanan yang sama pada tikus berusia, tikus rentan terhadap penyakit Alzheimer, dan tikus dengan epilepsi yang disebabkan.
TGF-beta dan albumin
Ujian tambahan pada tikus muda menunjukkan bahawa mungkin untuk mengganggu penghalang darah-otak dengan memasukkan albumin protein ke dalam otak. Ini menyebabkan kadar PSWE lebih tinggi.
Dalam penyelidikan sebelumnya, Friedman dan Kaufer telah menunjukkan bahawa albumin dapat bocor ke otak berikutan trauma. Protein melekat pada reseptor astrogen TGF-beta.
Dengan mengikat reseptor TGF-beta astrocytes, protein melancarkan rangkaian kejadian keradangan yang merosakkan sel dan litar otak.
Kerosakan meningkatkan kemungkinan kejang dengan mengganggu keseimbangan antara pengujaan dan penghambatan neuron.
Pasukan ini menyimpulkan bahawa penemuan ini menunjukkan penghalang darah-otak yang bocor sebagai penyebab berpotensi serangan sawan pada orang dengan penyakit Alzheimer. Ia mungkin juga menawarkan sasaran rawatan yang berpotensi.
Biomarker untuk gangguan darah-otak yang lemah
Para penyelidik mencadangkan bahawa dua set penemuan ini menawarkan dua biomarker baru yang dapat membantu doktor mengenal pasti individu yang mungkin mempunyai masalah penghalang darah-otak: satu menggunakan MRI (yang dapat mengesan halangan bocor), dan yang lain menggunakan EEG (yang dapat mengesan abnormal irama otak).
Ada juga ruang lingkup untuk mengembangkan ubat yang mereka gunakan sebagai cara untuk memperbaiki halangan otak-darah yang bocor untuk melambatkan dan bahkan dapat membalikkan beberapa masalah yang dapat ditimbulkannya.
"Kami sekarang mempunyai dua biomarker yang memberitahu anda di mana bocor darah-otak bocor, jadi anda dapat memilih pesakit untuk mendapatkan rawatan dan membuat keputusan tentang berapa lama anda memberikan ubat tersebut."
Prof Daniela Kaufer
Para pakar yang mengulas mengenai kedua-dua kajian itu secara amnya menyambut baik penemuan tersebut tetapi memberi amaran agar tidak membuat kesimpulan bahawa mereka menerangkan cara untuk membalikkan demensia pada manusia.
"Secara keseluruhan," kata Diego Gomez-Nicola, profesor neurosains bersekutu di University of Southampton di United Kingdom, "kajian-kajian ini menambah pengetahuan yang menyokong kesan keradangan pada demensia, dan memberikan sasaran yang menjanjikan untuk kajian klinikal masa depan . "
