Vědci objevili skrytý „spínač smrti“ Alzheimerovy choroby v mozku

Foto: AI/ScienceDaily.com

Skrytý spínač smrti v mozku

Vědci možná našli způsob, jak vypnout „spínač smrti“ Alzheimerovy choroby v mozku. Tento objev by mohl změnit přístup k léčbě tohoto neurodegenerativního onemocnění. Skrytý spínač zahrnuje toxické spojení dvou proteinů, které společně spouštějí destrukci mozkových buněk a podporují ztrátu paměti. Pomocí nové sloučeniny, která tento smrtící pár rozděluje, byli vědci schopni zpomalit progresi onemocnění, chránit mozkové buňky a dokonce snížit nárůst amyloidu, který je typickým znakem Alzheimerovy choroby.

Autor původního článku: redakce

Výzkum a objevy

Tým vedený neurobiologem profesorem Dr. Hilmarem Badingem z Heidelberské univerzity identifikoval klíčový molekulární proces, který pohání progresi Alzheimerovy choroby. Ve spolupráci s výzkumníky z univerzity Shandong (Čína) vědci použili myší model Alzheimerovy choroby, aby ukázali, že škodlivá interakce proteinů způsobuje smrt mozkových buněk, což vede k poklesu kognitivních funkcí. Tyto nálezy naznačují nové možnosti pro vývoj účinnějších léčebných metod.

Toxická interakce proteinů

Škodlivá interakce proteinů zahrnuje dvě složky, které byly již dříve studovány: NMDA receptor a TRPM4 iontový kanál. NMDA receptory hrají zásadní roli v komunikaci mezi nervovými buňkami a nacházejí se na povrchu buněk, jak na synapsích, tak v oblastech mimo tyto spoje. Jsou aktivovány glutamátem, klíčovým neurotransmiterem. Když NMDA receptory fungují v rámci synapsí, podporují přežití neuronů a pomáhají udržovat kognitivní funkce. Avšak když TRPM4 interaguje s NMDA receptory mimo synapse, mění jejich chování škodlivým způsobem. Společně tvoří to, co vědci popisují jako „smrtící komplex“, který může poškodit a zabít nervové buňky, vysvětluje Hilmar Bading, ředitel Institutu neurobiologie na Interdisciplinárním centru pro neurovědy Heidelberské univerzity (IZN).

Experimentální lék FP802

Studie zjistila, že tento neurotoxický komplex NMDAR/TRPM4 se objevuje v mnohem vyšších úrovních u myší s Alzheimerovou chorobou ve srovnání se zdravými myšmi. Aby se tento mechanismus zaměřil, vědci použili sloučeninu nazvanou FP802, „TwinF Interface Inhibitor“, kterou dříve vyvinul tým profesora Badinga. V experimentech na myších FP802 úspěšně narušil interakci mezi TRPM4 a NMDA receptory. Molekula se váže na „TwinF“ rozhraní, kde se tyto dva proteiny spojují, čímž jim brání v interakci a účinně rozbíjí toxický komplex.

Zpomalení progrese nemoci

„U myší s Alzheimerovou chorobou, které byly léčeny touto molekulou, byla progrese nemoci výrazně zpomalena,“ uvádí Dr. Jing Yan, dříve člen týmu profesora Badinga a nyní s FundaMental Pharma. Léčená zvířata vykazovala mnohem menší typické buněčné poškození spojené s Alzheimerovou chorobou. To zahrnovalo sníženou ztrátu synapsí a menší strukturální a funkční poškození mitochondrií, energetických center buňky. Důležité je, že schopnosti učení a paměti zůstaly do značné míry nedotčeny. Vědci také pozorovali významný pokles nárůstu beta-amyloidu v mozku, což je typický znak Alzheimerovy choroby.

Nová strategie léčby

Profesor Bading zdůrazňuje, že tento přístup se liší od tradičních strategií pro Alzheimerovu chorobu. „Místo zaměření na tvorbu nebo odstranění amyloidu z mozku blokujeme downstream buněčný mechanismus, komplex NMDAR/TRPM4, který může způsobit smrt nervových buněk a – v nemoci podporující zpětné vazbě – podporuje tvorbu amyloidních depozit,“ vysvětluje. Dřívější výzkum týmu ukázal, že FP802 také poskytuje neuroprotektivní účinky v modelech amyotrofické laterální sklerózy (ALS), další neurodegenerativní choroby zahrnující stejnou proteinovou interakci.

Budoucí potenciál a další kroky

Vědci věří, že tento inhibitor by mohl představovat široce použitelnou strategii pro zpomalení nebo zastavení neurodegenerativních onemocnění, jako je Alzheimerova choroba a ALS. Nicméně profesor Bading varuje, že klinické použití je stále daleko v budoucnosti. „Předchozí výsledky jsou v preklinickém kontextu velmi slibné, ale je zapotřebí komplexní farmakologický vývoj, toxikologické experimenty a klinické studie, aby bylo možné realizovat možné použití u lidí,“ říká. Nyní probíhají snahy ve spolupráci s FundaMental Pharma dále zdokonalit FP802 pro potenciální terapeutické použití.

Podpora a publikace

Výzkum byl podpořen Německou výzkumnou nadací, Evropskou výzkumnou radou, bývalým Federálním ministerstvem školství a výzkumu, Národní přírodní vědeckou nadací Číny a východní čínskou provincií Shandong. Nálezy byly publikovány v časopise Molecular Psychiatry.