Szukając nowych metod leczenia demencji naukowcy z Kalifornii odkryli cząsteczkę, która przywróciła utracone funkcje poznawcze oraz pamięć myszom z odpowiednikiem choroby Alzheimera. Jeśli w badaniach z udziałem ludzi molekuła zadziała podobnie, może to oznaczać nową, rewolucyjną terapię choroby Alzheimera.
Choroba Alzheimera jest najczęstszą postacią demencji oraz jednym z największych globalnych problemów zdrowotnych. Według szacunków obecnie cierpi na nią około 55 milionów ludzi na całym świecie, ale badacze podkreślają, że jeśli nie zostanie wynalezione żadne lekarstwo, to do połowy stulecia chorych może już być ponad 150 milionów osób.
Choroba Alzheimera dotyka starszych osób, najczęściej po 65. roku życia, jednak zaczyna się znacznie wcześniej. Zapada na nią coraz więcej osób, a związane jest to z rosnącą długością życia. Niestety, obecnie stała się piątą najczęstszą przyczyną śmierci na całym świecie.
Choroba ta wiąże się z akumulacją w mózgu beta-amyloidu oraz innego białka zwanego tau. Obecnie naukowcy uważają, że choroba wyłania się zarówno z czynników genetycznych, jak i środowiskowych, chociaż dokładne procesy, które ją powodują, pozostają zagadką. Mimo braku jasności, co do przyczyn choroby, jasnym jest, że proces starzenia prowadzi do zmian, które napędzają jej rozwój.
Obecne metody leczenia mogą spowolnić postęp choroby i złagodzić jej objawy, które mogą obejmować: utratę pamięci, zwłaszcza przyswajanie i zapamiętywanie nowych informacji, deficyty poznawcze, takie jak trudności z rozumowaniem i złożonymi zadaniami, rozpoznawanie znanych obiektów i osób czy zmiany osobowości lub zachowania.
Jednak nowe badania dają nadzieje na lepszą, skuteczniejszą terapię. Naukowcy z University of California w Los Angeles (UCLA) zidentyfikowali niezwykle obiecującą cząsteczkę, która w badaniach na myszach przywróciła funkcje poznawcze oraz pamięć u gryzoni z mysim modelem choroby Alzheimera.
Wyniki oraz opis badań ukazał się na łamach pisma „Proceedings of the National Academy of Sciences” (DOI: 10.1073/pnas.2400420121).
Nowe podejście
Najpopularniejszym w ostatnich latach podejściem badaczy jest pozbycie się z mózgów pacjentów cierpiących na chorobę Alzheimera szkodliwych płytek beta-amyloidu oraz białka tau. Tak też działają niedawno zatwierdzone przez amerykańską Agencją Żywności i Leków (FDA) leki, takie jak lecanemab i aducanumab, które spowalniają spadek sprawności umysłowej pacjentów. Jednak nie przywracają one funkcji poznawczych ani pamięci.
– Pozostawiają mózg, który być może jest pozbawiony płytek, ale wszystkie patologiczne zmiany w obwodach neuronalnych i mechanizmach nie są korygowane — powiedział dr Istvan Mody, główny autor badania.
Zidentyfikowana i zsyntetyzowana przez naukowców z UCLA cząsteczka została nazwana DDL-920. Nie usuwa ona z mózgu złogów beta-amyloidu oraz białka tau. Wykorzystuje nowe podejście do poprawy funkcji poznawczych mózgu i pamięci.
Fale gamma
Mózg włącza i wyłącza różne funkcje poprzez wysyłanie sygnałów elektrycznych z różną częstotliwością. Wśród tych sygnałów są tzw. oscylacje gamma. To fale o najwyższej częstotliwości. Odgrywają dużą rolę w wielu procesach poznawczych i pamięci roboczej. U pacjentów z wczesnymi objawami choroby Alzheimera wykazano zmniejszone oscylacje gamma.
Niektóre badania sugerują, że aberracje w falach gamma mogą być wczesnym biomarkerem choroby Alzheimera. W innych próbowano wykorzystać przezczaszkową stymulację magnetyczną o częstotliwości 40 herców do stymulacji oscylacji gamma w celu przywrócenia pamięci. Jak przyznał w komunikacie Mody, rozpuściła ona część złogów beta-amyloidu oraz białka tau w mózgu, ale nie wykazała znaczącej poprawy funkcji poznawczych.
Naukowcy z UCLA starali się wzmocnić oscylacje gamma inną metodą, przy użyciu molekuły DDL-920. Celuje ona w grupę wysyłających częste impulsy neuronów, które są kluczowe w generowaniu fal gamma, a zatem funkcji pamięciowych i poznawczych. Jednak pewne receptory chemiczne w tych neuronach, które reagują na przekaźnik chemiczny znany jako GABA, hamują oscylacje gamma synchronizowane przez te neurony. Zidentyfikowana przez uczonych cząsteczka DDL-920 działała na te receptory, umożliwiając neuronom utrzymanie silniejszych fal gamma.
DDL-920 wzmacnia oscylacje gamma i w przeciwieństwie do obecnie zatwierdzonych przez FDA metod leczenia, które koncentrują się na usuwaniu blaszek beta-amyloidu oraz tau, działa na obwody mózgowe w inny sposób. Podejście to oferuje nową perspektywę poprawy funkcji poznawczych i pamięci w chorobie Alzheimera.
Testy na myszach
Aby sprawdzić, czy DDL-920 spowoduje poprawę pamięci i funkcji poznawczych, naukowcy wykorzystali myszy zmodyfikowane genetycznie, aby wykazywały objawy choroby Alzheimera. Podawali DDL-920 doustnie dwa razy dziennie przez dwa tygodnie 3-miesięcznym myszom z modelem choroby Alzheimera. W grupie kontrolnej również znalazły się gryzonie z mysim modelem choroby Alzheimera, ale też zdrowe zwierzęta. Podawano im nieaktywny związek.
Wszystkie myszy przeszły podstawowe testy poznawcze w labiryncie Barnesa — okrągłej platformie z zainstalowanymi różnymi wskazówkami wizualnymi i zawierającej kilkanaście fałszywych wyjść i tylko jedno prawdziwe. Labirynt służy do oceny orientacji przestrzennej oraz do pomiaru, jak dobrze gryzonie potrafią uczyć się i zapamiętywać lokalizację wyjścia. Zdrowym myszom nie zajmuje to zbyt wiele czasu.
Po leczeniu gryzonie z mysim modelem choroby Alzheimera były w stanie przypomnieć sobie lokalizację wyjścia z labiryntu w podobnym tempie, jak zdrowe zwierzęta, którym podawano nieaktywny związek. Ponadto nie wykazywały żadnych nieprawidłowych zachowań, nadpobudliwości ani innych widocznych skutków ubocznych. Nieleczone gryzonie z odpowiednikiem choroby Alzheimera potrzebowały znacznie więcej czasu na znalezienie wyjścia.
Chociaż leczenie było skuteczne u myszy, potrzeba znacznie więcej pracy, aby ustalić, czy będzie bezpieczne i równie skuteczne u ludzi. Jeśli tak się stanie, DDL-920 może okazać się rewolucyjną terapię na chorobę Alzheimera. Co więcej, może mieć też wpływ na leczenie innych chorób i schorzeń, które wiążą się ze zmniejszoną oscylację gamma, takich jak depresja, schizofrenia i zaburzenia ze spektrum autyzmu.
Źródło: UCLA, Medical News Today, fot. Anna Shvets/Pexels