Хвороба Альцгеймера: Чи може націлювання цього механізму зменшити зниження пам’яті?
Новий генетичний підхід, який відновлює розірвані зв’язки між клітинами мозку, може призвести до лікування, яке відновлює здатність пам’яті при хворобі Альцгеймера.
Новий підхід скасовує зміни в експресії генів, які мають тенденцію відбуватися на пізніх стадіях захворювання.
Вчені Державного університету Нью-Йорка в Буффало продемонстрували, як метод зміг зменшити зниження пам'яті Альцгеймера у мишей.
Багато генетичних досліджень причин хвороби Альцгеймера зосереджено на зміні ДНК генів.
Однак у новому дослідженні основна увага приділяється епігенетиці, яка стосується механізмів, які можуть вмикати і вимикати гени, не порушуючи їх ДНК-код.
Стаття про твір зараз виходить у журналі Мозок.
«У цій роботі, - говорить старший автор дослідження Чжен Ян, доктор філософії, професор кафедри фізіології та біофізики, - ми не тільки виявили епігенетичні фактори, що сприяють втраті пам'яті, ми також знайшли шляхи тимчасово змінити їх на тваринній моделі [хвороби Альцгеймера] ".
Хвороба Альцгеймера і втрата синапсів
Хвороба Альцгеймера є основною причиною деменції. За даними Всесвітньої організації охорони здоров’я (ВООЗ), від 60 до 70 відсотків із 50 мільйонів людей, які живуть з деменцією, страждають на хворобу Альцгеймера.
Більшість людей, у яких розвивається хвороба Альцгеймера, починають відчувати симптоми у віці від 60 до 70 років. Їм буде важко запам’ятовувати, думати і виконувати нескладні щоденні завдання. Згодом вони не зможуть жити самостійно.
Хоча експерти не до кінця розуміють причини хвороби Альцгеймера, вони припускають, що вона розвивається завдяки поєднанню генів, середовища та способу життя.
Однією з відмінних рис хвороби Альцгеймера є тип пошкодження мозку, що призводить до втрати синапсів, які є стиками між нейронами або клітинами мозку.
Сигнали від однієї клітини переходять до іншої за допомогою хімічних месенджерів, званих нейромедіаторами, які перетинають щілину в синапсі.
Епігенетика та рецептори глутамату
Для ефективного зв’язку між синапсами клітинам мозку потрібна велика кількість спеціалізованих білків, які називаються рецепторами. Один з них, рецептор глутамату, має вирішальне значення для короткочасної пам'яті та навчання, каже Ян.
Здається, що найбільш значне зниження пам’яті та навичок мислення відбувається на пізніх стадіях хвороби Альцгеймера, і основною причиною цього, здається, є втрата рецепторів глутамату.
"Ми виявили, що при хворобі Альцгеймера, - пояснює Ян, - багато субодиниць рецепторів глутамату у лобовій корі знижені, порушуючи збудливі сигнали, що погіршує робочу пам'ять".
Вона додає, що епігенетичні зміни, що відбуваються при хворобі Альцгеймера, як правило, відбуваються на пізніх стадіях захворювання. Це коли люди намагаються зберегти нову інформацію та пережити “найдраматичніший когнітивний спад”.
Різні епігенетичні механізми можуть вмикати і вимикати гени, або регулювати або зменшувати їх експресію.
Наприклад, деякі механізми можуть накладати хімічні мітки на ДНК гена або змінювати структуру його упаковки, щоб зробити частини його ДНК більш-менш доступними для клітинних процесів.
Там, де ген кодує білок, підвищення регуляції або зниження регуляції призведе до того, що клітини виробляють більшу або меншу кількість білка.
Дослідники виявили, що тип епігенетичного механізму, який спричиняв зменшення глутаматних рецепторів, змінює упаковку, називаючись "репресивною модифікацією гістону".
Вони виявили докази посилення репресивної модифікації гістону в мишачій моделі хвороби Альцгеймера та в післясмертних тканинах людей із цим захворюванням.
Епігенетичний механізм знижує регуляцію гена і зменшує вироблення рецепторів глутамату. Це "призводить до втрати синаптичної функції та дефіциту пам'яті", говорить Ян.
Нові напрямки лікування захворювань мозку
Оскільки існують ферменти, які контролюють репресивну модифікацію гістону, результати показують, що ліки, спрямовані на них, можуть бути перспективними кандидатами для лікування хвороби Альцгеймера.
У подальшій роботі з моделями мишей команда підтвердила, що це могло бути так.
Ін’єкція тваринам сполук, що блокують ферменти, призвела до поліпшення робочої, просторової та розпізнавальної пам’яті, яке тривало приблизно 1 тиждень.
Поліпшення також збіглися з "відновленням експресії і функції рецепторів глутамату в лобовій корі", зазначає Ян.
Альцгеймер та інші подібні захворювання мозку рідко пов'язують лише один ген. Зазвичай вони полігенетичні, тобто в них задіяно безліч генів, кожен з яких має лише незначний ефект.
Ян каже, що оскільки епігенетичні процеси часто впливають на кілька генів, вони можуть запропонувати більш плідні цілі лікування полігенетичних умов.
"Епігенетичний підхід може скорегувати мережу генів, які в сукупності відновлять клітини до їх нормального стану і відновлять складну функцію мозку".
Чжень Янь, к.т.н.
