Nowe badania pokazują, że astrocyty mogą usuwać związany z chorobą Alzheimera beta-amyloid poprzez autofagię, oferując obiecujący nowy kierunek strategii leczenia skupiających się na tych komórkach mózgowych.
Międzynarodowy zespół badawczy zidentyfikował nowy mechanizm wykorzystujący w leczeniu astrocyty Alzheimera choroby (AD) i zaproponował nowy cel terapeutyczny. W swoim badaniu naukowcy ujawnili, że szlak autofagii w astrocytach (komórkach nieneuronalnych w mózgu) usuwa oligomery beta-amyloidu (Aβ), toksyczne białka występujące w mózgach pacjentów z AD, oraz przywraca pamięć i funkcje poznawcze.
Badania prowadzone pod kierunkiem dr Hoon Ryu z Koreańskiego Instytutu Nauki i Technologii (KISTprezes Sang-Rok Oh) Brain Disease Research Group, we współpracy z dyrektorem Justinem C. Lee z Instytutu Nauk Podstawowych (IBS, prezesem Do-Young Noh) i profesorem Junghee Lee z Chobanian & Avedisian School of Medicine na Uniwersytecie Bostońskim, opublikowane w czasopiśmie Neurodegeneracja molekularna.
Rola astrocytów w neurodegeneracji
AD, reprezentatywna postać demencji starczej, występuje, gdy toksyczne białka, takie jak Aβ, nieprawidłowo agregują i gromadzą się w mózgu, co prowadzi do stanu zapalnego i uszkodzenia neuronów, powodując zaburzenia neurodegeneracyjne. Chociaż społeczność naukowa od dawna skupia się na roli astrocytów w usuwaniu toksycznych białek wokół neuronów, dokładny mechanizm pozostaje niejasny.
Odkrycia w autofagii astrocytarnej
Autofagia to proces, w którym komórki rozkładają i przetwarzają własne składniki w celu utrzymania homeostazy. Zespół badawczy zbadał proces autofagii w astrocytach i odkrył, że gdy w mózgach pacjentów z AD dochodzi do gromadzenia się toksycznych białek lub zapalenia, astrocyty reagują indukując geny regulujące autofagię. Dostarczając te geny związane z autofagią, konkretnie do astrocytów w modelach myszy z AD, naukowcy zaobserwowali regenerację uszkodzonych neuronów.
Potencjalne implikacje terapeutyczne
Badanie to wykazało, że autofagia astrocytarna zmniejsza agregaty Aβ (zlepki białkowe) oraz poprawia pamięć i funkcje poznawcze. Warto zauważyć, że gdy geny związane z autofagią uległy ekspresji w astrocytach hipokampu, obszaru mózgu odpowiedzialnego za pamięć, objawy neuropatologiczne uległy zmniejszeniu. Co najważniejsze, badanie to wykazało, że plastyczność autofagii astrocytów bierze udział w eliminacji oligomerów Aβ, głównej przyczyny patologii AD, prezentując w ten sposób nową potencjalną drogę terapeutyczną w leczeniu AD.
Przyszłe kierunki i skutki
Badania te są szczególnie znaczące, ponieważ odchodzą od tradycyjnego podejścia skupiającego się na neuronach w opracowywaniu leków na AD i zamiast tego identyfikują astrocyty (komórki nieneuronalne) jako nowy cel terapii. Zespół badawczy planuje dalsze prace nad opracowaniem leków, które mogą wzmocnić funkcję autofagiczną astrocytów, aby zapobiegać objawom demencji lub je łagodzić, a także przeprowadzić w najbliższej przyszłości badania przedkliniczne.
Dr Ryu i dr Suhyun Kim (pierwszy autor) skomentowali: „Nasze odkrycia pokazują, że autofagia astrocytarna przywraca uszkodzenia neuronów i funkcje poznawcze w mózgu dotkniętym demencją. Mamy nadzieję, że to badanie pogłębi naszą wiedzę na temat mechanizmów komórkowych związanych z autofagią i przyczyni się do przyszłych badań nad usuwaniem odpadów przez astrocyty i utrzymaniem zdrowia mózgu”.
Odniesienie: „Plastyczność autofagii astrocytarnej moduluje klirens Aβ i funkcje poznawcze w chorobie Alzheimera” autorstwa Suhyun Kim, Heejung Chun, Yunha Kim, Yeyun Kim, Uiyeol Park, Jiyeon Chu, Mridula Bhalla, Seung-Hye Choi, Ali Yousefian-Jazi, Sojung Kim , Seung Jae Hyeon, Seungchan Kim, Yeonseo Kim, Yeon Ha Ju, Seung Eun Lee, Hyunbeom Lee, Kyungeun Lee, Soo-Jin Oh, Eun Mi Hwang, Junghee Lee, C. Justin Lee i Hoon Ryu, 23 lipca 2024 r., Neurodegeneracja molekularna.
DOI: 10.1186/s13024-024-00740-w
Badania te były wspierane przez Ministerstwo Nauki i ICT (Minister Sang Im Yoo) w ramach głównych projektów KIST i Programu wsparcia dla naukowców w połowie kariery (2022R1A2C3013138) oraz Ministerstwo Zdrowia i Opieki Społecznej (Minister Gyu-Hong Cho) w ramach Program przezwyciężania demencji (RS-2023-KH137130).
