Ενίσχυση μιας πρωτεΐνης βοηθά τον εγκέφαλο να καταπολεμήσει το Αλτσχάιμερ
Η ομάδα διαπίστωσε ότι η αύξηση των επιπέδων της Sox9, μιας πρωτεΐνης που παίζει σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση της δραστηριότητας των αστροκυττάρων κατά τη γήρανση, βελτίωσε σημαντικά την ικανότητα αυτών των κυττάρων να απομακρύνουν αμυλοειδείς πλάκες. Τα ευρήματα, που δημοσιεύθηκαν στο Nature Neuroscience, υποδεικνύουν μια πιθανή θεραπευτική στρατηγική που εστιάζει στην ενίσχυση του φυσικού συστήματος υποστήριξης του εγκεφάλου για να επιβραδύνει τη γνωστική έκπτωση σε νευροεκφυλιστικές ασθένειες.
Αστροκύτταρα και Εγκεφαλική Λειτουργία
“Τα αστροκύτταρα επιτελούν ποικίλες εργασίες που είναι απαραίτητες για τη φυσιολογική εγκεφαλική λειτουργία, συμπεριλαμβανομένης της διευκόλυνσης της εγκεφαλικής επικοινωνίας και της αποθήκευσης μνήμης. Καθώς ο εγκέφαλος γερνά, τα αστροκύτταρα παρουσιάζουν βαθιές λειτουργικές αλλοιώσεις. Ωστόσο, ο ρόλος αυτών των αλλοιώσεων στη γήρανση και τη νευροεκφύλιση δεν είναι ακόμη κατανοητός,” δήλωσε ο πρώτος συγγραφέας Δρ. Dong-Joo Choi, ο οποίος διεξήγαγε την έρευνα στο Κέντρο Κυτταρικής και Γονιδιακής Θεραπείας του Baylor και στο Τμήμα Νευροχειρουργικής. Ο Choi είναι τώρα επίκουρος καθηγητής στο Κέντρο Νευροανοσολογίας και Γλοιακής Βιολογίας, Ινστιτούτο Μοριακής Ιατρικής στο Πανεπιστήμιο Υγείας του Τέξας στο Χιούστον.
Sox9 και Γηράσκοντα Αστροκύτταρα
Σε αυτή τη μελέτη, οι ερευνητές επιχείρησαν να κατανοήσουν καλύτερα πώς αλλάζουν τα αστροκύτταρα με την ηλικία και πώς αυτές οι αλλαγές συνδέονται με τη νόσο του Αλτσχάιμερ. Επικεντρώθηκαν στην Sox9 επειδή ελέγχει τη δραστηριότητα πολλών γονιδίων στα γηράσκοντα αστροκύτταρα.
“Χειριστήκαμε την έκφραση του γονιδίου Sox9 για να αξιολογήσουμε το ρόλο του στη διατήρηση της λειτουργίας των αστροκυττάρων στον γηράσκοντα εγκέφαλο και σε μοντέλα της νόσου του Αλτσχάιμερ,” δήλωσε ο αντίστοιχος συγγραφέας Δρ. Benjamin Deneen, καθηγητής και κάτοχος της Έδρας Dr. Russell J. και Marian K. Blattner στο Τμήμα Νευροχειρουργικής, διευθυντής του Κέντρου Νευρο-Ογκολογίας, μέλος του Ολοκληρωμένου Κέντρου Καρκίνου Dan L Duncan στο Baylor και κύριος ερευνητής στο Νευρολογικό Ερευνητικό Ινστιτούτο Jan και Dan Duncan στο Νοσοκομείο Παίδων Texas.
Δοκιμές σε Ποντίκια με Εγκατεστημένα Συμπτώματα
“Ένα σημαντικό σημείο του πειραματικού μας σχεδιασμού είναι ότι εργαστήκαμε με μοντέλα ποντικών της νόσου του Αλτσχάιμερ που είχαν ήδη αναπτύξει γνωστική δυσλειτουργία, όπως ελλείμματα μνήμης, και είχαν πλάκες αμυλοειδούς στον εγκέφαλο,” δήλωσε ο Choi. “Πιστεύουμε ότι αυτά τα μοντέλα είναι πιο σχετικά με αυτό που βλέπουμε σε πολλούς ασθενείς με συμπτώματα της νόσου του Αλτσχάιμερ από άλλα μοντέλα στα οποία διεξάγονται τέτοιου είδους πειράματα πριν σχηματιστούν οι πλάκες.”
Για να ελέγξουν την προσέγγισή τους, οι ερευνητές είτε αύξησαν είτε εξάλειψαν την Sox9 σε αυτά τα ποντίκια και παρακολούθησαν τη γνωστική τους απόδοση για έξι μήνες. Ζώα αξιολογήθηκαν για την ικανότητά τους να αναγνωρίζουν οικεία αντικείμενα και περιβάλλοντα. Στο τέλος της μελέτης, η ομάδα μέτρησε πόση πλάκα είχε συσσωρευτεί στον εγκέφαλο.
Η αύξηση της Sox9 βελτιώνει την αποβολή πλακών και τη μνήμη
Τα αποτελέσματα αποκάλυψαν μια σαφή αντίθεση. Χαμηλότερα επίπεδα Sox9 οδήγησαν σε ταχύτερη συσσώρευση πλακών, απλούστερη δομή αστροκυττάρων και μειωμένη ικανότητα αποβολής αμυλοειδών εναποθέσεων. Η αύξηση της Sox9 παρήγαγε το αντίθετο αποτέλεσμα, ενισχύοντας τη δραστηριότητα των αστροκυττάρων, βελτιώνοντας τη δομική τους πολυπλοκότητα και προάγοντας την απομάκρυνση των πλακών.
Είναι σημαντικό ότι τα ποντίκια με υψηλότερα επίπεδα Sox9 διατήρησαν καλύτερη γνωστική λειτουργία, υποδηλώνοντας ότι η ενεργοποίηση των αστροκυττάρων για την απομάκρυνση πλακών μπορεί να βοηθήσει στην επιβράδυνση της νοητικής έκπτωσης που σχετίζεται με τη νόσο του Αλτσχάιμερ.
“Διαπιστώσαμε ότι η αύξηση της έκφρασης της Sox9 προκάλεσε τα αστροκύτταρα να προσλαμβάνουν περισσότερες αμυλοειδείς πλάκες, καθαρίζοντάς τες από τον εγκέφαλο σαν ηλεκτρική σκούπα,” δήλωσε ο Deneen. “Οι περισσότερες τρέχουσες θεραπείες επικεντρώνονται στους νευρώνες ή προσπαθούν να αποτρέψουν τον σχηματισμό αμυλοειδών πλακών. Αυτή η μελέτη υποδηλώνει ότι η ενίσχυση της φυσικής ικανότητας των αστροκυττάρων να καθαρίζουν θα μπορούσε να είναι εξίσου σημαντική.”
Μια νέα κατεύθυνση για τη θεραπεία του Αλτσχάιμερ
Οι ερευνητές τονίζουν ότι απαιτείται περαιτέρω εργασία για να κατανοηθεί πώς λειτουργεί η Sox9 στον ανθρώπινο εγκέφαλο με την πάροδο του χρόνου. Ακόμη και έτσι, τα ευρήματα ανοίγουν την πόρτα σε νέες θεραπείες που στοχεύουν στην αξιοποίηση των αστροκυττάρων ως φυσικής άμυνας κατά των νευροεκφυλιστικών ασθενειών.
Ερευνητική Ομάδα και Χρηματοδότηση
Πρόσθετοι συνεργάτες στη μελέτη από το Baylor College of Medicine περιλαμβάνουν τους Sanjana Murali, Wookbong Kwon, Junsung Woo, Eun-Ah Christine Song, Yeunjung Ko, Debo Sardar, Brittney Lozzi, Yi-Ting Cheng, Michael R. Williamson, Teng-Wei Huang, Kaitlyn Sanchez και Joanna Jankowsky.
Η έρευνα υποστηρίχθηκε από επιχορηγήσεις του National Institutes of Health (R35-NS132230, R01-AG071687, R01-CA284455, K01-AG083128, R56-MH133822). Πρόσθετη χρηματοδότηση προήλθε από το Ίδρυμα David and Eula Wintermann, το Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health & Human Development του National Institutes of Health υπό την Αριθμ. Επιχορήγησης P50HD103555 και κοινές πηγές από το Houston Methodist και το Baylor College of Medicine.