Komórki glejowe wytwarzają także szkodliwe białka.
Utrata pamięci, dezorientacja i trudności z mową są charakterystycznymi objawami Alzheimera tę chorobę, główną przyczynę demencji, na którą obecnie cierpi około 35 milionów ludzi na całym świecie, a liczba ta stale rośnie. Kluczową rolę w chorobie odgrywa naturalnie występujące białko mózgowe, amyloid beta, które u chorych osób gromadzi się w nierozpuszczalne grudki. Te grudki tworzą płytki między neuronami, co prowadzi do uszkodzenia neuronów.
Naukowcy z Instytutu Nauk Multidyscyplinarnych Maxa Plancka (MPI) wykazali, że oprócz neuronów, specjalne komórki glejowe w mózgu wytwarzają również beta amyloidu. Odkrycie to może otworzyć nowe możliwości dla przyszłych terapii.
Na chorobę Alzheimera nie ma lekarstwa. Istnieją jednak podejścia terapeutyczne mające na celu redukcję płytek amyloidowych w mózgu. Może to spowolnić postęp choroby, ale nie może jej odwrócić ani zatrzymać.
„Do tej pory uważano, że neurony są głównymi producentami beta-amyloidu i stanowią główny cel nowych leków” – wyjaśnia Klaus-Armin Nave, dyrektor MPI ds. nauk wielodyscyplinarnych. Wyniki uzyskane w jego Zakładzie Neurogenetyki wykazały: Oprócz neuronów ważną rolę w tworzeniu blaszki miażdżycowej odgrywają specjalne komórki glejowe – zwane oligodendrocytami.
„Jednym z zadań oligodendrocytów jest tworzenie mieliny – warstwy izolacyjnej – i owijanie jej wokół włókien nerwowych, aby przyspieszyć przekazywanie sygnału” – wyjaśnia Andrew Octavian Sasmita, jeden z pierwszych autorów badania opublikowanego obecnie w czasopiśmie Neuronauka przyrodnicza i były doktorant w zespole Nave’a. W poprzednim badaniu badacze z Getyngi odkryli już, że wadliwa mielina oligodendrocytów zaostrza chorobę Alzheimera. Czy komórki glejowe odgrywają w chorobie jeszcze większą rolę, niż wcześniej sądzono?
„Wykazaliśmy teraz, że chociaż neurony są głównymi producentami beta-amyloidu, oligodendrocyty wytwarzają również znaczną ilość białka włączanego do płytek krwi” – mówi Sasmita. Grupa badawcza kierowana przez Marca Aurel Busche z University College London (Anglia) doszła niedawno do podobnych wniosków.
Zapobieganie tworzeniu się płytki nazębnej
Komórki układu nerwowego wytwarzają beta amyloidu poprzez rozszczepienie większej cząsteczki prekursorowej za pomocą enzymu zwanego BACE1. Na potrzeby swoich eksperymentów naukowcy w szczególności wyeliminowali BACE1 w neuronach i oligodendrocytach myszy. Następnie wykorzystali trójwymiarową mikroskopię świetlną do zbadania powstawania płytek w mózgu, uzyskując pełny obraz płytek amyloidowych we wszystkich obszarach mózgu.
„W oligodendrocytach pozbawionych BACE1 powstało około 30 procent mniej płytek. Wybicie genu BACE1 w neuronach zmniejszyło tworzenie się płytek o ponad 95 procent” – mówi Constanze Depp, także pierwsza autorka badania i była doktorantka na wydziale Nave. Naukowcy odkryli również: „Złogi blaszki tworzą się tylko wtedy, gdy obecna jest pewna ilość neuronalnej beta amyloidu. Następnie oligodendrocyty przyczyniają się do powstania tych płytek.”
Próg ten może być przydatny w leczeniu choroby Alzheimera. „Jeśli uda nam się skutecznie zahamować BACE1 przed osiągnięciem tego progu, płytki mogą tworzyć się później” – podkreśla Nave. Może to pomóc w spowolnieniu postępu choroby Alzheimera na wczesnym etapie.
Odniesienie: „Oligodendrocyty wytwarzają amyloid-β i przyczyniają się do tworzenia płytek obok neuronów u myszy modelowych z chorobą Alzheimera” – Andrew Octavian Sasmita, Constanze Depp, Taisiia Nazarenko, Ting Sun, Sophie B. Siems, Erinne Cherisse Ong, Yakum B. Nkeh, Carolin Böhler, Xuan Yu, Bastian Bues, Lisa Evangelista, Shuying Mao, Barbara Morgado, Zoe Wu, Torben Ruhwedel, Swati Subramanian, Friederike Börensen, Katharina Overhoff, Lena Spieth, Stefan A. Berghoff, Katherine Rose Sadleir, Robert Vassar, Simone Eggert, Sandra Goebbels, Takashi Saito, Takaomi Saido, Gesine Saher, Wiebke Möbius, Gonçalo Castelo-Branco, Hans-Wolfgang Klafki, Oliver Wirths, Jens Wiltfang, Sarah Jäkel, Riqiang Yan i Klaus-Armin Nave, 5 sierpnia 2024 r., Neuronauka przyrodnicza.
DOI: 10.1038/s41593-024-01730-3
