Znajdź zawartość

Zaburzenie działania zegarów biologicznych (rytmów okołodobowych) prowadzi do przyspieszonej neurodegeneracji, utraty funkcji motorycznych oraz przedwczesnej śmierci. Dotąd naukowcy zmagali się z dylematem w rodzaju jajka i kury, bo nie było wiadomo, czy problemy z zegarami biologicznymi są wynikiem, czy przyczyną chorób neurodegeneracyjnych, np. alzheimeryzmu czy choroby Huntingtona. Podczas eksperymentów wykazaliśmy, że nasilenie [akceleracja] problemów zdrowotnych następowało zarówno w ramach podejścia środowiskowego, jak i genetycznego - opowiada Kuntol Rakshit. Co prawda naukowcy z Uniwersytetu Stanowego Oregonu (OSU) i Oregon Health and Science University prowadzili eksperymenty na muszkach owocowych, ale podkreślają, że między nimi a nami, ludźmi, istnieje wiele podobieństw. Niektóre z genów regulujących rytmy okołodobowe muszek okazały się na tyle ważne, że zostały zachowane mimo wielu lat odrębnej ewolucji i pełnią dokładnie te same funkcje u Homo sapiens. U muszek wykorzystanych w studium występowały dwie mutacje: jedna zaburzała rytmy okołodobowe, a druga prowadziła do rozwoju patologii mózgu podczas starzenia. W porównaniu do grupy kontrolnej, mutanty żyły 32-50% krócej, traciły sporo funkcji ruchowych, a w ich mózgach o wiele wcześniej pojawiały się liczne wakuole, czyli "dziury" w tkance. Jadwiga Giebultowicz uważa, że pogorszenie i utrata funkcji zegara biologicznego może być początkiem uszkadzającego cyklu. Kiedy zegar biologiczny zaczyna szwankować, rytmy, które regulują działanie i zdrowie komórek, ulegają zaburzeniu, a wiemy, że to sprzyja neurodegeneracji mózgu. Z drugiej jednak strony, neurodegeneracja może wywołać jeszcze więcej uszkodzeń zegara. Zdrowy zegar stanowiłby zabezpieczenie [...], jednak gdy go brakuje, proces uszkadzania przyspiesza.

Fisetyna, flawonoid występujący naturalnie m.in. w truskawkach, opóźnia moment wystąpienia zaburzeń ruchowych oraz zgon w 3 mysich modelach choroby Huntingtona (HD). Odkrycie to pozwala naukowcom z Salk Institute snuć plany dotyczące dalszych badań nad ochronnymi właściwościami fisetyny i to nie tylko w przypadku pląsawicy Huntingtona, ale i innych chorób neurodegeneracyjnych. Przyczyną choroby Huntingtona jest mutacja w położonym na chromosomie 4. genie kodującym białko huntingtynę. Nieprawidłowa proteina gromadzi się w komórkach nerwowych, powodując ich śmierć. Patologiczne zmiany dotyczą głównie kory mózgowej, jądra ogoniastego i skorupy. Dla schorzenia typowe są niekontrolowane ruchy oraz otępienie. Zmutowana huntingtyna wpływa na ścieżkę sygnałową Ras/ERK. Jest ona aktywowana przez czynniki wzrostu i odgrywa ważną rolę w rozwoju mózgu, uczeniu, pamięci i funkcjonowaniu poznawczym. W ramach wcześniejszych studiów dr Pamela Maher odkryła, że fisetyna wspomaga pamięć i działa neuroochronnie właśnie poprzez uruchamianie ścieżki Ras/ERK. Ponieważ wiadomo, że Ras/ERK jest mniej aktywna w chorobie Huntingtona, sądziliśmy, że fisetyna może się okazać skuteczna w przypadku tego zaburzenia. Amerykański zespół rozpoczął badania z linią hodowlaną neuronów, w której można było doprowadzić do ekspresji wadliwej formy huntingtyny. Bez leczenia w ciągu kilku dni umierało ok. 50% tych komórek. Dodanie flawonoidu zapobiegało obumieraniu i wszystko wskazywało na to, że udawało się to dzięki aktywacji kaskady enzymatycznej Ras-ERK. Po eksperymentach na hodowlach komórkowych przyszedł czas na studia z udziałem muszek owocowych z nadekspresją zmutowanego białka w mózgu. Tym razem z Maher współpracował dr Lawrence Marsh z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine. Zmodyfikowane genetycznie owady żyły krócej od swoich pobratymców i dochodziło u nich do wadliwego rozwoju oczu. Po zaaplikowaniu fisetyny muszki żyły dłużej, pojawiało się też mniej wad oka. Na końcu rozpoczęły się badania na modelu mysim. Gryzonie z HD również żyją krócej i wcześnie wykazują deficyty ruchowe. Po podaniu fisetyny okazało się, że udało się odroczyć początek zaburzeń motorycznych, a długość życia zwiększyła się aż o 30%. Fisetyna nie była w stanie odwrócić bądź zahamować postępów choroby, ale leczone myszy zachowywały lepsze umiejętności ruchowe na dłużej, poza tym żyły dłużej – podkreśla Maher. Na razie nie testowano fisetyny na ludziach. Amerykanka sądzi jednak, że dzięki niej można by poprawić jakość życia wielu chorych. Nie ma gwarancji, że związek o znanym działaniu przeciwzapalnym wpłynie na pacjentów z zaawansowaną HD, ale powinien się sprawdzić u osób z podejrzeniem pląsawicy. Komórki są niszczone i umierają jeszcze przed wystąpieniem oczywistych objawów. Gdyby więc ludzie wiedzieli, że mają mutację, mogliby zacząć terapię zawczasu, zamiast czekać, aż choroba stanie się widoczna, jak dzieje się to obecnie w wielu przypadkach. Maher uzyskała sporo pochodnych fisetyny, które działają jeszcze skuteczniej od substancji wyjściowej. Na razie ekipa z Salk Institute uważa, że nie zaszkodzi skorzystać z właściwości truskawek, tym bardziej że fisetyna podtrzymuje odpowiedni poziom glutationu – głównego przeciwutleniacza komórkowego.

Pląsawica Huntingtona, która w Polsce występuje u 1 na 15 tys. osób i objawia się niekontrolowanymi ruchami oraz otępieniem, poprawia wyniki osiągane przez chorych w niektórych testach poznawczych (The Journal of Neuroscience). Dr Christian Beste i zespół z Centrum Badawczego Leibniza Uniwersytetu w Dortmundzie zebrali grupę 13 pacjentów i 25 zdrowych osób (u połowy występowała mutacja w kodującym huntingtynę genie HD, lecz nie pojawiły się żadne niepokojące objawy). Wszyscy mieli ocenić, czy odtwarzane w seriach dźwięki były długie, czy krótkie. O dziwo chorzy z pląsawicą wypadali lepiej od pozostałych. Przeciętnie podejmowali bowiem decyzję w ciągu 0,5 s, podczas gdy członkowie grupy kontrolnej potrzebowali na to 0,64 s. Nie wiadomo, jak dokładnie pląsawica uszkadza mózg, ale Beste przypuszcza, że neurony uwrażliwiają się na działanie kwasu glutaminowego, który ostatecznie je niszczy. Ponieważ neuroprzekaźnik ten odpowiada za dyskryminację sensoryczną, czyli odróżnianie od siebie bodźców zmysłowych, chorzy wykonują poruczone zadanie szybciej od zdrowych. Badacze sugerują, że testy podobne do tego, jakim się posłużyli, można by wykorzystać do oceny skuteczności działania leków blokujących reakcję na kwas.

Grupa badaczy z pięciu amerykańskich uczelni zdefiniowała proteom śliny, czyli pełny spis białek wchodzących w jej skład. Zawiera ona aż 1116 różnych protein, z których wiele może za kilka-kilkanaście lat znaleźć rutynowe zastosowanie w diagnostyce. Ślinę pobierano bezpośrednio z gruczołów, by uniknąć zanieczyszczenia białkami pochodzącymi z pożywienia oraz wytwarzanymi przez bakterie. Aż dwadzieścia procent wykrytych białek wchodzi także w skład krwi. Pozwala to przypuszczać, że w niedalekiej przyszłości analiza próbki pobranej z jamy ustnej będzie mogła w niektórych sytuacjach zastąpić nieprzyjemne dla wielu pacjentów wkłuwanie się do żyły. Do badania pobrano ślinę od dwudziestu trzech zdrowych kobiet i mężczyzn. Reprezentowali oni różne grupy etniczne, dzięki czemu uzyskane wyniki można z większym prawdopodobieństwem odnieść do całej ludzkości. Analizy dokonano za pomocą techniki zwanej spektroskopią masową, co pozwoliło na zbadanie wielkości białek oraz ich ładunku elektrycznego. Następnie uzyskane wyniki porównano z proteomem ludzkiej krwi oraz łez. Badania wykonane przez Amerykanów pozwalają przypuszczać, że już niedługo w procesie wykrywania niektórych chorób będzie można uniknąć pobierania krwi. Używanie do badania śliny ma kilka istotnych zalet. Można je wykonać samodzielnie, jest szybsze i wygodniejsze, a także bezpieczniejsze - ryzyko infekcji spada do minimum. Naukowcy wymieniają kilka chorób, które już dziś można zdiagnozować z użyciem wspomnianego testu. Jego skuteczność potwierdzono dotychczas eksperymentalnie w wykrywaniu białek związanych z chorobami Parkinsona, Alzheimera i Huntingtona (ciężka, postępująca nieuchronnie degeneracja neuronów). Kilka innych testów, opartych o wykrywanie odpowiednich przeciwciał, pozwala już dziś wykryć nosicielstwo takich wirusów, jak HIV czy wirus zapalenia wątroby typu B. Badacze nie poprzestają jednak na tym - wierzą, że za kilka lat z użyciem podobnych analiz będzie można przewidywać ryzyko zapadnięcia na choroby cywilizacjne, np. choroby serca, nowotwory oraz cukrzycę. Związany z projektem naukowiec, Fred Hagen, tłumaczy znaczenie odkrycia jego zespołu: Wyobrażamy sobie, jak w przyszłości pacjent pluje do probówki, a my szukamy w niej np. proteiny potwierdzającej obecność raka piersi. Pobranie materiału do badania jest bardzo proste, potencjalnie można je wykonać nawet we własnym domu. Apeluje też do środowiska naukowego: Opublikowaliśmy nasze wyniki, bo oczekujemy, że poszczególne grupy badawcze będą wybierały grupy chorób i analizowały przydatność badania śliny jako nowej, skutecznej metody diagnostycznej. Nam, pacjentom, pozostaje trzymanie kciuków za powodzenie dalszych badań.

Innowacyjny test zapachowy pozwala wykryć choroby psychiczne przed wystąpieniem widocznych objawów — poinformowali australijscy naukowcy. Zespół z Uniwersytetu w Melbourne odkrył związek między pogorszeniem się węchu a chorobami psychicznymi, np. schizofrenią czy zaburzeniami obsesyjno-kompulsywnymi. W testach przeprowadzonych przez firmę Melbourne Health wzięło udział 81 młodych osób, w przypadku których istniało ryzyko wystąpienia psychozy. Ich zadanie polegało na przyporządkowaniu 40 pachnących kart do którejś z 4 woni (kawy, róż, pomarańczy lub benzyny). Okazało się, że ludzie, którzy zapadli później na chorobę psychiczną, mieli kłopoty ze zidentyfikowaniem ponad połowy zapachów. Christos Pantelis z uniwersyteckiego Centrum Neuropsychiatrii powiedział, że może się tak dziać, ponieważ choroba atakuje płaty czołowe, odpowiedzialne za analizę i rozpoznawanie woni. U młodych ludzi, u których nie rozwinęła się psychoza, udało się przy pomocy nowego testu wykryć rozwojowe upośledzenie zmysłu węchu. Pantelis podkreśla, że przyda się on także przy diagnozowaniu chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Huntingtona, Alzheimera czy Parkinsona, w których dochodzi do degeneracji płatów czołowych mózgu. Australijczycy mają nadzieję, że ich test (wypróbowany na razie eksperymentalnie) stanie się z czasem użytecznym narzędziem dla klinicystów. Pantelis doradza, by stosować go wraz z innymi testami i nie polegać tylko i wyłącznie na jego wynikach.

Zbyt duże ilości testosteronu zabijają komórki mózgu. Odkrycie to może pomóc w wyjaśnieniu, czemu nadużywanie steroidów wywołuje zmiany w zachowaniu, takie jak wzrost agresji czy skłonności samobójcze. Testy laboratoryjne wykazały, że niewielkie ilości męskiego hormonu płciowego oddziałują korzystnie na neurony, jednak większe jego stężenie powoduje samozniszczenie komórek w procesie przypominającym patologiczne zmiany np. w chorobie Alzheimera. Prowadząca badania Barbara Ehrlich z Yale University zauważa, że niedobrze jest, gdy testosteronu jest za mało lub za dużo, z najkorzystniejszą sytuacją mamy do czynienia w przypadku średnich stężeń. Testosteron jest kluczowy dla rozwoju, różnicowania i wzrostu komórek. Wytwarzają go zarówno kobiety, jak i mężczyźni, ale dla tych ostatnich typowe jest ok. 20-krotnie wyższe jego stężenie. Możliwe jest "przedawkowanie" testosteronu lub steroidów, które są w organizmie przekształcane w testosteron. Wcześniejsze badania wykazały, że nadmiar tego hormonu powoduje zmiany behawioralne. Potrafimy wykazać, że kiedy masz wysoki poziom steroidów, masz także wysokie stężenie testosteronu, a to z kolei może uszkodzić komórki nerwowe. Wiemy również, że "tracąc" mózg, tracisz jego funkcje — dowodzi Ehrlich. Zespół Amerykanów przeprowadził podobne próby z estrogenem. Byliśmy zaskoczeni, ale wygląda na to, że estrogen wykazuje w stosunku do neuronów działanie ochronne. W obecności estrogenu odnotowuje się mniej przypadków śmierci komórek [w wyniku tzw. apoptozy — przyp. red.]. Na łamach Journal of Biological Chemistry Ehrlich i jej zespół przestrzegają przed zażywaniem steroidów. Może to pomóc w zbudowaniu masy mięśniowej, wykazuje jednak długoterminowe negatywne oddziaływanie na funkcjonowanie mózgu. Apoptoza jest ważna dla mózgu, ponieważ musi on eliminować niektóre komórki. Ale jeśli ma ona miejsce zbyt często, traci się zbyt wiele neuronów, a to oznacza kłopoty. Podobny proces występuje w chorobach Alzheimera, Huntingtona i in. Nasze wyniki sugerują, że reakcje organizmu na podniesiony poziom testosteronu można porównywać z chorobami patofizjologicznymi.