Zinātnieki, iespējams, ir atklājuši, kā Alcheimera slimība iznīcina smadzeņu šūnas

Zinātnieki, iespējams, ir atraduši trūkstošo posmu, kas izskaidro, kā smadzeņu šūnas mirst Alcheimera slimības un frontotemporālās demences (FTD) laikā. Jaunais pētījums, kura rezultāti publicēti žurnālā Nature Communications, atklāj iepriekš nezināmu šūnu nāves mehānismu, ko dēvē par karioptozi.

Daudzas neirodeģeneratīvas slimības, tostarp Alcheimers, FTD un amiotrofiskā laterālā skleroze, raksturojas ar kaitīgu olbaltumvielu uzkrāšanos neironos. Šie proteīni laika gaitā izraisa nervu šūnu bojāeju, kas savukārt noved pie atmiņas zuduma un citiem simptomiem. Lai gan zinātnieki jau ilgstoši pazīst vairākus šūnu nāves veidus, piemēram, apoptozi, tie līdz šim nav pilnībā izskaidrojuši tik plašo neironu zudumu, kāds novērojams šajās saslimšanās.

Tagad pētnieki no King's College London, sadarbojoties ar Apvienotās Karalistes Demences pētniecības institūtu un ar Alcheimera pētniecības organizācijas Alzheimer's Research UK atbalstu, ir identificējuši karioptozi kā iespējamo trūkstošo posmu starp toksisko olbaltumvielu uzkrāšanos un smadzeņu šūnu nāvi. Karioptoze ir ķīmisku reakciju virkne, kas sākas, kad šūnā uzkrājas toksiski proteīni. Procesa gaitā šūnas kodols, kas satur ģenētisko materiālu, pamazām saraujas un galu galā sadalās.

Pētījumā tika analizētas 3000 smadzeņu šūnas no 28 cilvēkiem, kuri cieta no FTD vai Alcheimera slimības beigu stadijā. Izmantojot skaitļošanas algoritmus, pētnieki identificēja dažādus šūnu nāves veidus audos. Karioptozes pazīmes tika konstatētas 35% šūnu no frontālās garozas cilvēkiem ar Alcheimera slimību, salīdzinot ar tikai 15% šūnu no veseliem vecāka gadagājuma cilvēkiem.

Zinātnieki atklāja arī galveno molekulāro ceļu, kas kontrolē karioptozi. Viņi noskaidroja, ka olbaltumvielu salipšana neironos, kas ir raksturīga daudzām neirodeģeneratīvām slimībām, var iedarbināt šo iznīcinošo procesu. Toksisko olbaltumvielu uzkrāšanās destabilizē kodola ārējo membrānu, liekot tam sarauties un galu galā sadalīties. Pēc tam komanda pētīja kināzes – olbaltumvielas, kas darbojas kā molekulārie slēdži šajā ceļā. Laboratorijas eksperimentos ar žurku neironiem šo slēdžu bloķēšana samazināja ar karioptozi saistītos marķierus. Īpaši daudzsološs mērķis izrādījās mijiedarbība starp kināzi p38 MAP kināzi un proteīnu LaminB1 – tā kavēšana varētu palēnināt vai novērst kodola noārdīšanos.

Pētnieki uzskata, ka šis ceļš nākotnē varētu palīdzēt izstrādāt terapijas, kas samazinātu smadzeņu šūnu zudumu demences gadījumā. Nākamais mērķis ir atrast veidus, kā selektīvi ietekmēt p38 MAP kināzes un LaminB1 mijiedarbību cilvēkiem. Kā atzīmēja Dr. Rebecca Casterton, pētījuma pirmā autore un King's Demences pētniecības institūta vecākā pētniece: “Mūsu pētījums atklāj jaunu ķīmisku notikumu virkni, kas var koordinēt šūnu nāvi smadzeņu šūnās. Mēs esam sākuši izklāstīt karioptozes darbības ceļa karti, un es esmu sajūsmā par nākotnes izrāvieniem, ko tas varētu veicināt demences pētniecības jomā un ārpus tās.”