La nivel mondial, se crede că cel puţin 55 de milioane de persoane suferă de boala Alzheimer sau de alte demenţe, estimează Organizaţia Mondială a Sănătăţii (OMS). Dacă nu se fac progrese, acest număr aproape se va dubla la fiecare 20 de ani, ajungând la 78 de milioane în 2030 şi la 139 de milioane în 2050.
Maladia Alzheimer, care potrivit estimărilor va afecta aproximativ 6,7 milioane de pacienţi doar în Statele Unite în 2023, duce la o pierdere substanţială de celule cerebrale. Însă evenimentele care cauzează moartea neuronilor sunt slab cunoscute.
Un nou studiu al echipei de la Northwestern Medicine arată că interferenţa ARN poate juca un rol-cheie în Alzheimer.
În premieră, oamenii de ştiinţă au identificat şiruri scurte de ARN-uri toxice care contribuie la moartea celulelor cerebrale şi la deteriorarea ADN-ului în Alzheimer şi în creierele îmbătrânite.
Şirurile scurte de ARN-uri protectoare sunt diminuate în timpul îmbătrânirii, raportează oamenii de ştiinţă, ceea ce ar putea permite apariţia bolii Alzheimer.
Studiul a constatat, de asemenea, că persoanele în vârstă cu o capacitate de memorie superioară (cunoscute sub numele de SuperAgers) au cantităţi mai mari de şiruri scurte de ARN protector în celulele creierului lor.
Aceste persoane unt persoane cu vârsta de 80 de ani şi peste, cu o capacitate de memorie comparativă cu a persoanelor cu 20-30 de ani mai tinere.
„Nimeni nu a făcut vreodată legătura între activitatea ARN-urilor şi Alzheimer", a declarat autorul corespondent al studiului, Marcus Peter, profesor de metabolism al cancerului la facultatea de medicină Feinberg a Universităţii Northwestern.
„Am descoperit că, în celulele creierului îmbătrânit, echilibrul dintre şirurile scurte de ARN (ARNs) toxice şi protectoare se schimbă în favoarea celor toxice".
Lucrarea a fost publicată joi, în revista Nature Communications.
Descoperirea celor de la Northwestern ar putea avea relevanţă dincolo de boala Alzheimer.
„Datele noastre oferă o nouă explicaţie asupra motivului pentru care, în aproape toate bolile neurodegenerative, indivizii afectaţi au zeci de ani de viaţă fără simptome şi apoi boala începe să se instaleze treptat, pe măsură ce celulele îşi pierd protecţia odată cu vârsta", spune prof. Marcus.
O nouă cale de tratament
Descoperirile indică, de asemenea, o nouă cale de tratare a maladiei Alzheimer şi, potenţial, a altor boli neurodegenerative.
Boala Alzheimer se caracterizează prin apariţia progresivă a plăcilor de beta-amiloid, a încurcăturilor neurofibrilare tau, a cicatricilor şi, în final, a morţii celulelor cerebrale.
„Investiţia covârşitoare în descoperirea de medicamente pentru Alzheimer s-a concentrat pe două mecanisme: reducerea încărcăturii de plăci amiloide din creier - care este semnul distinctiv al diagnosticului de Alzheimer şi care reprezintă 70-80% din eforturi - şi prevenirea fosforilării tau sau a încurcăturilor/ghemurilor neurofiblirare", explică prof. Marcus.
Cu toate acestea, tratamentele care vizează reducerea plăcilor amiloide nu au dus încă la un tratament eficient care să fie bine tolerat, spune el.
„Datele noastre susţin ideea că stabilizarea sau creşterea cantităţii de ARN-uri scurte protectoare din creier ar putea fi o abordare complet nouă pentru a opri sau întârzia Alzheimer sau neurodegenerarea în general".
Astfel de medicamente există, spune profesorul, dar acestea ar trebui să fie testate pe modele animale şi îmbunătăţite.
Ce sunt ARN-urile scurte toxice şi protectoare?
Toate informaţiile noastre genetice sunt stocate sub formă de ADN în nucleul fiecărei celule.
Pentru a transforma aceste informaţii genetice în elementele constitutive ale vieţii, ADN-ul trebuie să fie transformat în ARN, care este utilizat de maşinăria celulară pentru a produce proteine.
ARN-ul este esenţial pentru majoritatea funcţiilor biologice.
Pe lângă aceste ARN-uri codificatoare lungi, există un număr mare de ARN-uri scurte (ARNs), care nu codifică pentru proteine.
Acestea au alte funcţii critice în celulă. O clasă de astfel de ARNs suprimă ARN-urile codificatoare lungi printr-un proces numit interferenţă ARN, care are ca rezultat reducerea la tăcere a proteinelor pentru care codifică ARN-urile lungi.
Echipa a identificat acum secvenţe foarte scurte prezente în unele dintre aceste ARNs care, atunci când sunt prezente, pot ucide celulele prin blocarea producţiei de proteine necesare supravieţuirii acestora, ceea ce duce la moartea celulară.
Datele studiului sugerează că aceste ARNs toxice sunt implicate în moartea neuronilor, ceea ce contribuie la dezvoltarea bolii Alzheimer.
ARNs toxic este în mod normal inhibat de ARNs protector.
Un tip de ARNs se numeşte microARN. În timp ce microARN-urile joacă mai multe roluri importante de reglarea activităţii celulare, ele sunt, de asemenea, principalele specii de ARNs de protecţie.
Acestea sunt echivalentul gărzilor care împiedică ARNs toxice să intre în maşinăria celulară care execută interferenţa ARN. Dar numărul gărzilor scade odată cu îmbătrânirea, permiţând astfel ARNs toxice să afecteze celulele.
Pentru acest studiu, oamenii de ştiinţă au analizat creierele unor modele de şoareci cu boala Alzheimer, creierele unor şoareci tineri şi bătrâni, neuroni derivaţi din celule stem pluripotente induse de la persoane normale (atât tinere, cât şi în vârstă) şi de la pacienţi cu Alzheimer, creierele unui grup de persoane în vârstă de peste 80 de ani cu o capacitate de memorie echivalentă cu cea a unor persoane de 50-60 de ani şi mai multe linii celulare asemănătoare neuronilor derivaţi din creierul uman tratate cu fragmente de beta-amiloid, un factor declanşator al bolii Alzheimer.
Următorul pas este de a determina în diferite modele animale şi celulare (precum şi în creierele pacienţilor cu Alzheimer) contribuţia exactă a ARNs toxice la moartea celulară observată în cazul bolii şi de a căuta compuşi mai buni care să crească selectiv nivelul de ARNs protectoare sau să blocheze acţiunea celor toxice.
