Pentru prima dată, cercetătorii au folosit date umane pentru a cuantifica viteza diferitelor procese care duc la apariţia bolii Alzheimer şi au descoperit că această afecţiune se dezvoltă într-un mod foarte diferit faţă de ce se credea până acum. Descoperirea ar putea avea implicaţii importante pentru dezvoltarea unor potenţiale tratamente pentru Alzheimer, precum şi pentru alte boli neurodegenerative.
O echipa internaţională de cercetare condusă de Universitatea din Cambridge, a constatat că, în loc să pornească dintr-un singur punct al creierului şi să iniţieze o reacţie în lanţ care duce la moartea celulelor creierului, boala Alzheimer se manifestă de la început în mai multe regiuni diferite din creier. Rapiditatea cu care boala distruge celulele din aceste regiuni prin producerea de grupuri de proteine toxice, indică rapiditatea cu care progresează boala în general.
Cercetătorii au folosit probe de creier post-mortem de la pacienţii cu Alzheimer, precum şi scanări PET (scanări cu tomografie cu emisie de pozitroni), de la pacienţi în viaţă, care au variat de la cei cu tulburări cognitive uşoare, la cei cu boala Alzheimer completă, pentru a urmări agregarea de tau, una dintre cele două proteine cheie implicate în această afecţiune.
În boala Alzheimer, proteinele tau şi beta-amiloid formează ghemuri neurofibrilare toxice şi plăci, cunoscute sub numele de agregate de proteine amiloid-beta, care au capacitatea de a perfora membrana celulelor, provoacând moartea celulelor neuronale şi micşorarea creierului. Acest lucru provoacă declinul cognitiv ulterior al bolii, respectiv pierderi de memorie, modificări de personalitate şi dificultăţi în îndeplinirea funcţiilor zilnice.
Prin combinarea a cinci seturi diferite de date şi aplicarea lor pe acelaşi model matematic, cercetătorii au observat că mecanismul care controlează rata de progresie în boala Alzheimer îl reprezintă replicarea agregatelor de proteine în regiuni individuale ale creierului, şi nu răspândirea acestor agregate dintr-o regiune în alta.
Rezultatele, publicate pe 29 octombrie în revista Science Advances, deschid noi modalităţi de înţelegere asupra modului în care progresează boala Alzheimer şi alte boli neurodegenerative, indicând şi noi modalităţi prin care ar putea fi dezvoltate tratamente viitoare.
Timp de mulţi ani, procesele din creier care duc la boala Alzheimer au fost descrise folosind termeni precum „cascadă" şi „reacţie în lanţ". Este o boală dificil de studiat, spun specialiştii, întrucât se dezvoltă pe parcursul a zeci de ani, iar un diagnostic definitiv nu poate fi pus decât post-mortem, după examinarea probelor de ţesut cerebral.
Ani de zile, cercetătorii s-au bazat în mare măsură pe modele animale pentru a studia boala. Rezultatele observate la şoareci au sugerat că boala Alzheimer se răspândeşte rapid, pe măsură ce agregatele de proteine toxice colonizează diferite părţi ale creierului.
„Se credea că Alzheimer se dezvoltă la fel ca în cazul multor tipuri de cancer, respectiv că agregatele toxice se formează într-o regiune şi apoi se răspândesc prin creier. Am descoperit însă acum că, atunci când Alzheimer debutează, există deja agregate în mai multe regiuni ale creierului, şi astfel încercarea de a opri răspândirea între regiuni va contribui prea puţin la încetinirea bolii", explică primul autor al lucrării, dr. Georg Meisl de la Departamentul de Chimie Yusuf Hamied a Universităţii Cambridge.
Este pentru prima dată când date umane sunt folosite pentru a urmări procesele care controlează dezvoltarea bolii Alzheimer de-a lungul timpului. Acest lucru a fost posibilă în parte datorită abordării cineticii chimice, dezvoltată la Cambridge în ultimii zece ani, care permite modelarea proceselor de agregare şi răspândire în creier, precum şi progreselor înregistrate în scanarea PET şi îmbunătăţirea sensibilităţii unor măsurători ale creierului.
„Această cercetare arată beneficiile folosirii datelor umane în locul modelelor animale imperfecte. Este incitant să vedem progresul în acest domeniu, întrucât în urmă cu doar cincisprezece ani mecanismele moleculare de bază erau studiate în eprubetă, iar acum suntem capabili să studiem procesele la nivel molecular la pacienţi reali, ceea ce este un pas important pentru a dezvolta într-o zi şi tratamente", spune co-autorul principal, profesorul Tuomas Knowles, din cadrul aceluiaşi departament de la Cambridge.
Echipa de cercetare a descoperit că replicarea agregatelor de tau este surprinzător de lentă, şi poate dura până la cinci ani. „Neuronii sunt surprinzător de buni la oprirea formării agregatelor, dar trebuie să găsim modalităţi de a îmbunătăţi acest proces dacă vrem să dezvoltăm un tratament eficient. Este fascinant modul în care a evoluat biologia în cazul stopării agregării proteinelor", spune co-autorul principal prof. Sir David Klenerman, de la Institutul Britanic de Cercetare a Demenţei din cadrul Universităţii Cambridge.
Cercetătorii spun că această metodologie ar putea fi folosită pentru dezvoltarea de tratamente pentru Alzheimer, boală care afectează aproximativ 44 de milioane de oameni din întreaga lume, prin ţintirea celor mai importante procese care apar atunci când se dezvoltă boala. În plus, metodologia ar putea fi aplicată şi altor boli neurodegenerative cum ar fi boala Parkinson.
„Descoperirea cheie arată că, oprirea replicării agregatelor de proteine va fi mai degrabă eficientă în stadiile bolii pe care le-am studiat, decât propagarea acestora", concluzionează Knowles.
Cercetătorii intenţionează acum să analizeze procesele mai timpurii în dezvoltarea bolii şi să extindă studiile şi la alte boli, cum ar fi demenţa de lob frontal (fronto-temporală), leziunile cerebrale traumatice şi paralizia supranucleară progresivă (sindromul Steele-Richardson-Olszewski), boli în în care, de asemenea, se formează agregate de tau.
