Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Odkrycie pięty achillesowej amyloidu beta ułatwi walkę z alzheimerem czy parkinsonizmem?

Recommended Posts

W chorobach centralnego układu nerwowego, jak np. w chorobie Alzheimera, dochodzi do degeneracji synaps. Proces ten najprawdopodobniej zaczyna się na długo, przed pojawieniem się pierwszych objawów choroby i przyspiesza w miarę jej postępów. Przyczyny degeneracji synaps nie są dobrze rozumiane, między innymi dlatego, że nie do końca znamy mechanizmy powodujące, że synapsy trzymają się razem.

Neurobiolodzy w Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego (UCSD) odkryli właśnie mechanizm, który utrzymuje prawidłowe działanie synaps glutaminergicznych, głównego rodzaju synaps, których neurony używają do wzajemnego aktywowania się. Doktor Bo Feng, profesor Yimin Zou i ich koledzy zidentyfikowali przyczynę degeneracji synaps powiązanych z amyloidem beta, peptydem,który jest głównym składnikiem blaszek odkładających się w mózgach osób cierpiących na alzheimera.

Dotychczas główne strategie walki z tą chorobą polegają na zmniejszeniu produkcji beta amyloidu lub oczyszczaniu organizmu z blaszek amyloidowych. Wyniki badań opublikowanych w Science Advances sugerują, że może istnieć inne rozwiązanie polegające na ochronie synaps poprzez bezpośrednie blokowanie toksycznego wpływu amyloidu beta.

Synapsy glutaminergiczne to wysoce spolaryzowane struktury. Dzięki polaryzacji uzyskujemy przepływ sygnałów w odpowiednią stronę. Już podczas wcześniejszych badań w laboratorium Zhou zauważono, że za odpowiednią budowę synaps odpowiada szlak sygnałowy PCP (planar cell polarity). Dzięki mikroskopii o wysokiej rozdzielczości udało się określić precyzyjną lokalizację kluczowych komponentów PCP – Celsr3, Frizzled3 oraz Vangl2 w synapsach glutaminergicznych dorosłego mózgu. Naukowcy odkryli, że usunięcie tych komponentów, które są kluczowe dla wstępnego powstawania synaps w dorosłym mózgu, w olbrzymim stopniu wpływa na liczbę synaps. To zaś sugeruje, że stała liczba synaps zależy od równowago pomiędzy Celsr3, które synapsy stabilizuje, a Vangl2, które je rozkłada.

Uczeni zaczęli się więc zastanawiać, czy komponenty te mają udział w degeneracji synaps. Sprawdzili więc, czy amyloid beta wpływa w jakiś sposób na ich funkcjonowanie. Okazało się, że oligomery amyloidu beta wiążą się z Celsr3, umożliwiając w ten sposób Vangl2 bardziej efektywne rozkładanie synaps.

To długo poszukiwana pięta achillesowa amyloidu beta, mówi Zou. Gdy naukowcy usunęli z neuronów Vangl2 odkryli, że amyloid beta nie powodował degeneracji synaps ani w hodowlach komórkowych, ani na modelach zwierzęcych. Ryk, regulator szlaku sygnałowego PCP, który wchodzi w interakcje z Frizzled3 oraz Vangl2, również jest obecny z synapsach dorosłych osób i działa podobnie jak Vangl2. Zablokowanie Ryk chroniło synapsy przed ich niszczeniem przez amyloid beta.

Naukowcy przeprowadzili więc eksperymenty na modelu mysim 5XFAD. To transgeniczne myszy wykorzystywane do badań nad chorobą Alzheimera. Posiadają on pięć ludzkich mutacji genetycznych występujących w alzheimerze. Okazało się, że zastosowanie knockoutu genów do usunięcia Ryk ochroniło synapsy i funkcje poznawcze myszy 5XFAD. Podobny efekt uzyskano poprzez wstrzyknięcie myszom przeciwciała blokującego Ryk. To zaś wskazuje, że przeciwciało takie może potencjalnie być lekiem na chorobę Alzheimera.

Jako że patologiczne działanie amyloidu beta i utrata synaps ma miejsce we wczesnych stadiach choroby, nawet przed pojawieniem się pierwszych oznak spadku funkcji poznawczych, wczesne działanie, takie jak odtworzenie równowagi szlaku sygnałowego PCP, będzie prawdopodobnie korzystne dla osób cierpiących na tę chorobę, mówi Zou.

To jednak nie wszystko. Stan zapalny, objawiający się aktywacją astrocytów i mikrogleju, jest jedną z cech charakterystycznych alzheimera. Może on być powodowany przez akumulację blaszek amyloidowych i przyspiesza utratę synaps. Okazało się jednak, że przeciwciało blokujące Ryk, blokuje również aktywację astrocytów i mikrogleju.

Odkrycie to może mieć zastosowanie do degeneracji synaps w ogóle,gdyż komponenty szlaku PCP mogą stać się bezpośrednim celem zabiegów leczniczych w innych chorobach neurodegeneracyjnych, jak parkinsonizm czy choroba Lou Gehringa, podsumowuje Zou.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Politechniki Rzeszowskiej opracowali program komputerowy do wykrywania i oceny zaburzeń mowy w chorobie Parkinsona. Aplikacja ma też umożliwić spowolnienie procesu degradacji mowy.
      Choroba Parkinsona jest drugą, pod względem częstości występowania, chorobą neurodegeneracyjną, w przebiegu której następuje uszkodzenie i zanik neuronów w ośrodkowym układzie nerwowym. Jednym z następstw jest stopniowa utrata zdolności komunikacji z otoczeniem za pomocą mowy.
      Naukowcy z rzeszowskiej politechniki opracowali program komputerowy, który ma pomóc w walce z tą chorobą.
      Jak poinformowała dr inż. Barbara Wilk, lider zespołu projektowego, rozwiązanie rzeszowskich naukowców umożliwia przede wszystkim przeprowadzenie obiektywnej oceny zaburzeń mowy na podstawie analizy sygnału mowy z uwzględnieniem jego złożonej struktury czasowo-częstotliwościowej, tj. w dziedzinie czasu, częstotliwości oraz czas-częstotliwość.
      Różne parametry wyznaczone przez program można wykorzystać w diagnostyce medycznej do obiektywnej oceny procesu fonacji, artykulacji i prozodii [brzmieniowe właściwości mowy - PAP] oraz do wykrycia drżenia głosu, charakterystycznego w chorobie Parkinsona – tłumaczy dr Wilk.
      Program komputerowy naukowców z Politechniki Rzeszowskiej ułatwi logopedzie wykonanie badania oraz umożliwi archiwizację wyników – w postaci plików dźwiękowych oraz protokołów zawierających wyniki testów logopedycznych.
      Jednym z elementów tego rozwiązania będzie też moduł programu przeznaczony dla pacjenta do ćwiczeń logopedycznych. Będzie on stymulować chorego do wykonywania regularnych ćwiczeń w domu, w celu spowolnienia procesu degradacji jego mowy.
      Jak podkreśliła dr Wilk, komputerowa analiza sygnału mowy zarejestrowanego podczas badania logopedycznego za pomocą mikrofonu umożliwia przeprowadzenie obiektywnej i ilościowej oceny procesu zarówno fonacji, jak i artykulacji u badanego mówcy. Natomiast raporty, zawierające wyniki z okresowych badań, pozwolą na określenie wpływu leczenia farmakologicznego i terapii mowy na progres choroby – wyjaśniła.
      Projekt programu komputerowego do wykrywania i oceny zaburzeń mowy w chorobie Parkinsona został zrealizowany dzięki dofinansowaniu w kwocie ponad 80 tys. zł w ramach II naboru do programu grantowego Podkarpackiego Centrum Innowacji (PCI).
      Obecnie trwają prace nad komercjalizacją tego projektu, a według specjalistów ds. technologii PCI, program ma duży potencjał.
      Jak zaznaczył Radosław Krajewski z PCI, cyfryzacja opieki zdrowotnej nad pacjentami cierpiącymi na choroby neurodegeneracyjne umożliwia dokładniejszą diagnostykę oraz precyzyjne śledzenie postępów choroby. Tym samym umożliwia dobór skuteczniejszych metod terapeutycznych. Komercjalizacja tej technologii pozwoli poprawić jakość życia pacjentów i ich rodzin, usprawni działanie gabinetów logopedycznych i lekarzy specjalistów – stwierdził.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Gdy starsi ludzie pozostają fizycznie aktywni, w ich mózgach znajduje się więcej protein tworzących połączenia pomiędzy neuronami. Dzięki temu, zachowują tez sprawność umysłową. Zwiększoną ilość wspomnianych białek zaobserwowano podczas autopsji nawet w mózgach osób, które były pełne toksycznych protein powiązanych z chorobą Alzheimera i innymi chorobami neurodegeneracyjnymi.
      "Jako pierwsi wykorzystaliśmy tego typu dane, by wykazać, że regulacja protein w synapsach jest powiązana z aktywnością fizyczną i to właśnie ona może być przyczyną pozytywnych skutków ćwiczeń fizycznych w starszym wieku, które możemy obserwować", powiedziała główna autorka badań, profesor Kaitlin Casaletto z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco (UCSF).
      Badania Casaletto i jej grupy opierały się na danych pozyskanych w ramach Memory and Aging Project prowadzonego na Rush University w Chicago. W ramach tego projektu śledzono poziom aktywności fizycznej u starszych ludzi, którzy zgodzili się oddać po śmierci swoje mózgi do badań. Dlatego też uczeni z UCSF mogą pochwalić się przeprowadzeniem wyjątkowych badań na ludziach. Dotychczas bezpośredni związek pomiędzy aktywnością fizyczną a zdolnościami poznawczymi mogliśmy obserwować w ten sposób na myszach.
      Utrzymanie stabilnych połączeń pomiędzy neuronami może być kluczowym elementem ochrony przed demencją. To synapsy są tym miejscem, które decydują o naszych zdolnościach poznawczych. A utrzymanie aktywności fizycznej, co jest bardzo łatwe, może pomóc w poprawieniu funkcjonowania synaps, stwierdza Casaletto.
      Naukowcy nie tylko zauważyli, że dzięki aktywności fizycznej poprawia się jakość synaps, ale – ku ich zdumieniu – okazało się, że dobroczynne skutki wykraczają daleko poza hipokamp i dotyczą też innych obszarów mózgu. "Być może aktywność fizyczna ma pozytywny wpływ na cały mózg, wspierając i utrzymując prawidłowe funkcjonowanie protein odpowiedzialnych za wymianę sygnałów między synapsami", dodaje współautor badań, profesor William Honer z University of British Columbia.
      W mózgach większości osób starszych dochodzi do akumulacji białek tau i beta-amyloidu. To toksyczne proteiny powiązane z chorobą Alzheimera. Obecnie uważa się, że najpierw pojawia się beta-amyloid, a następnie tau i dochodzi do uszkodzeń synaps oraz neuronów. Casaletto już podczas wcześniejszych badań zauważyła, że u starszych osób z bardziej spójnymi połączeniami między synapsami – niezależnie od tego, czy badania były wykonywane z płynu mózgowo-rdzeniowego pobranego od żywych pacjentów, czy na podstawie autopsji mózgu – toksyczne działanie beta-amyloidu i białek tau było osłabione.
      Uczona podsumowuje, że biorąc pod uwagę oba wspomniane badania, widać, jak ważne jest utrzymywanie aktywności fizycznej w starszym wieku.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Badania prowadzone m.in. przez Cleveland Clinic sugerują, że sildenafil, lek stosowany w leczeniu zaburzeń erekcji (Viagra) i pierwotnego nadciśnienia płucnego (Revatio), może być obiecującym środkiem do zapobiegania i leczenia choroby Alzheimera.
      Grupa badawcza, na czele której stał Feixiong Cheng z Cleveland Clinic Genomic Medicine Institute wykorzystała metody obliczeniowe do przeanalizowania już zatwierdzonych leków, które mogłyby być przydatne w walce z chorobą alzheimera. Analizowano też dane ponad 7 milionów pacjentów. Okazało się, że wśród wszystkich sprawdzonych w ten sposób leków używanie sildenafilu wiąże się z 69-procentowym spadkiem ryzyka rozwoju choroby Alzheimera. To zaś oznacza, że warto przeprowadzić badania kliniczne pod kątem wykorzystania sildenafilu w leczeniu alzheimera.
      Nasze badania wykazały jedynie istnienie korelacji pomiędzy używaniem sildenafilu a zmniejszoną liczbą przypadków alzheimera. Dlatego też planujemy obecnie badania mechanistyczne oraz II fazę randomizowanych testów klinicznych, których celem będzie sprawdzenie istnienia związku przyczynowo-skutkowego oraz ewentualnych korzyści z przyjmowania sildenafilu przez osoby z chorobą Alzheimera. Uważamy też, że nasza metoda może zostać wykorzystana do poszukiwania leków na inne choroby neurodegeneracyjne, w tym na chorobę Parkinsona czy stwardnienie zanikowe boczne, oświadczył Cheng.
      Wykorzystanie już zatwierdzonych leków do walki z kolejnymi chorobami to bardzo dobra alternatywa dla czasochłonnego i kosztownego procesu odkrywania nowych leków. Naukowcy przyjrzeli się ponad 1600 lekom zatwierdzonym przez FDA. W przypadku takich leków nie tylko znamy zagrożenia związane z ich stosowaniem, ale możemy też prześledzić skutki ich używania na olbrzymich grupach pacjentów stosujących je na co dzień. Analiza takich danych może wskazać, czy któryś z leków nie ma wpływu na choroby inne niż te, na które jest stosowany.
      Po tym, jak wstępne analizy wskazały na potencjalne zalety sildenafilu, naukowcy wzięli pod lupę ponad 7 milionów Amerykanów, poszukując związku pomiędzy używaniem tego środka a chorobą Alzheimera. Okazało się, że w grupie, która używała sildenafilu przez ponad 6 lat występuje o 69% mniej przypadków choroby Alzheimera niż w grupie, która tego środka nie używała.
      Porównano też używanie sildenafilu z innymi lekami i okazało się, że u pacjentów używających losartanu sildenafil zmniejsza ryzyko Alzheimera o 55%, u korzystających z metforminy o 63%, o 65% u tych, którzy zażywają diltiazem i 64% u przyjmujących glimepiryd. Bardzo ważny jest fakt, że użycie sildenafilu może zmniejszać ryzyko wystąpienia choroby Alzheimera u osób a chorobą wieńcową, nadciśnieniem i cukrzycą typu II. Te wszystkie schorzenia zwiększają ryzyko zgonu zarówno z powodu alzheimera jak ogólne ryzyko zgonu, zaznacza Cheng.
      Uczeni stworzyli też model choroby Alzheimera, wykorzystując w tym celu komórki macierzyste pacjentów. Okazało się, że pod wpływem sildenafilu komórki mózgu szybciej się rozwijały, hiperfosforylacja białka tau ulegała zmniejszeniu.
      Więcej na ten temat można przeczytać w artykule opublikowanym na łamach Nature Aging.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Singapuru donoszą, że w warunkach niedoboru proteiny TDP-43 komórki mózgowe nie są w stanie utrzymać bogatej w cholesterol otoczki mielinowej, która chroni neurony. Autorzy badań sugerują, że odbudowanie odpowiedniego poziomu cholesterolu może pozwolić na leczenie chorób powiązanych z TDP-43.
      Proteina TDP-43 pełni wiele ważnych zadań w komórkach, jednak w pewnych okolicznościach białko to może tworzyć toksyczne agregaty. Jest ono powiązane z wieloma chorobami neurodegeneracyjnymi, jak stwardnienie zanikowe boczne (ALS) czy otępienie czołowo-skroniowe (FTD).
      Agragaty TDP-43 znajdowane są w mózgach większości osób chorujących na ALS i u ok. 45% cierpiących na FTD. Są one też obecne w niektórych postaciach choroby Alzheimera.
      Shuo-Chien Ling i jego koledzy z Narodowego Uniwersytetu Singapuru już wcześniej zauważyli, że oligodendrocyty, komórki gleju formujące osłonki mielinowe, potrzebują proteiny TDP-43 do przeżycia i działania. Wykazaliśmy, że u myszy z oligodendrocytami, w których brakowało TDP-43 pojawiły się postępujące fenotypy neurologiczne, prowadzące do przedwczesnej śmierci. Fenotypom tym towarzyszyła śmierć oligodendrocytów i utrata mieliny, mówi Ling.
      Teraz uczeni z Singapuru informują, że przyczyną, dla której oligodendrocyty nie działają bez TDP-43 jest ich niezdolność do syntetyzowania lub pobrania cholesterolu potrzebnego do utrzymania produkcji mieliny. W centralnym układzie nerwowym metabolizm cholesterolu przebiega w sposób autonomiczny, a większość cholesterolu znajduje się w mielinie. Wykazaliśmy, że TDP-43 wpływa na metabolizm cholesterolu w oligodendrocytach, napisali naukowcy.
      Okazało się, że TDP-43 łączy się bezpośrednio z mRNA SREBF2, głównego regulatora transkrypcji metabolizmu cholesterolu i z wieloma innymi mRNA odpowiedzialnymi za syntezę cholesterolu. Dodatkowo wykazaliśmy, że suplementacja cholesterolem chroni przed demielinizacją powodowaną brakiem TDP-43, stwierdzają autorzy badań.
      Cholesterol jest tak ważnym składnikiem mieliny, że aż 25% cholesterolu obecnego w naszych organizmach znajduje się właśnie w centralnym układzie nerwowym. Wiemy, że oligodendrocyty samodzielnie syntetyzują na swoje potrzeby olbrzymie ilości cholesterolu, mogą go też pobierać z astrocytów.
      Tymczasem Ling i jego zespół wykazali, że w sytuacji braku TDP-43 oligodendrocytom brakuje wielu enzymów potrzebnych do syntezy cholesterolu. Jakby tego było mało, w takiej sytuacji mają tez mniej receptorów lipoproteinowych, które pozwalają na pobranie cholesterolu z zewnątrz. Okazało się, że dostarczenie tym komórkom TDP-43 odbudowuje ich zdolność do utrzymania otoczki mielinowej.
      Singapurscy badacze uważają również, że problemy z metabolizmem cholesterolu mogą odgrywać rolę w ALS, FTD i innych chorobach neurodegeneracyjnych związanych z gromadzeniem się agregatów TDP-43. Dlatego też sugerują, że leki regulujące metabolizm cholesterolu mogą pomóc w leczeniu tego typu chorób.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Czerwone buraki są pełne składników, których spożycie jest wiązane z wieloma prozdrowotnymi zjawiskami jak zwiększona produkcja białych krwinek czy obniżenie ciśnienia. Naukowcy z Uniwersytetu Wiedeńskiego poinformowali o wyizolowaniu z czerwonych buraków peptydu, który może być lekiem stosowanym w zwalczaniu stanów zapalnych.
      Przeanalizowaliśmy tysiące danych genetycznych, dzięki czemu byliśmy w stanie wychwycić liczne peptydy bogate w cysteiny i przypisać je do konkretnych roślin. Szczególnie interesowały nas te, które mogą potencjalnie działać jako inhibitory proteazy. Peptyd z buraków może blokować enzymy rozkładające białka, mówi główny autor badań, profesor Christian Gruber.
      Gruber i jego zespół zauważyli, że peptyd z buraka hamuje działanie oligopeptydazy prolilowej (POP). To proteaza serynowa, która jest zaangażowana w rozszczepienie wielu neuroaktywnych peptydów. Jest wiązana z procesami neurodegeneracyjnymi i regulowaniem stanu zapalnego.
      POP bierze udział w wielu procesach zachodzących w centralnym układzie nerwowym, w tym w uczeniu się, zapamiętywania i regulowaniu nastroju. Wiemy też, że kilka inhibitorów POP pomyślnie przeszło testy prekliniczne, dając nadzieję, że związki te mogą przydać się leczeniu utraty pamięci związanej z wiekiem czy chorobą Alzheimera.
      Zidentyfikowany przez grupę Gubera peptyd został nazwany bevuTI-I. To pierwszy znany inhibitor POP z rodziny proteaz serynowych trypsyny.
      Chociaż czerwone buraki to zdrowe warzywa, nie należy przypuszczać, że ich jedzenie będzie zapobiegało demencji. Odkryty przez nas peptyd występuje w burakach w bardzo małych ilościach i nie wiadomo, czy działa po przejściu przez układ pokarmowy, podkreśla Gruber. Przeszukujemy wielką bazę danych genetycznych roślin i zwierząt, poszukujemy nowych peptydów, badamy ich strukturę, a te najbardziej obiecujące chcemy przetestować na enzymach i receptorach komórkowych, a w końcu przeanalizować je na modelach chorób, dodaje uczony.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...