„Florile otrăvitoare” neuronale ar putea fi sursa plăcilor de Alzheimer, potrivit unui studiu

• În acest nou studiu, cercetătorii au urmărit disfuncția celulară observată la șoarecii crescuți pentru a dezvolta boala Alzheimer până la lizozomii celulelor cerebrale.
• Echipa a descoperit că acest model unic, numit „floare otrăvitoare”, era prezent și în unele celule cerebrale de la trei persoane care au murit din cauza bolii Alzheimer.
• Studiul sugerează că deteriorarea neuronilor poate prinde rădăcini în interiorul celulelor cu mult înainte ca plăcile amiloide să se formeze complet și să se aglomereze în creier.

Boala Alzheimer a zădărnicit mult timp eforturile de a identifica cauzele care stau la baza ei. Acum, un nou studiu efectuat pe șoareci sugerează că „florile otrăvitoare”, pline de resturi celulare, ar putea fi sursa principală a unui semn distinctiv al acestei boli și un semn al unui sistem de eliminare a deșeurilor în interiorul celulelor cerebrale deteriorate.

Studiul, condus de cercetătorul în neuroștiințe Ju-Hyun Lee de la New York University (NYU) Langone, contestă ideea de lungă durată conform căreia acumularea unei proteine numite amiloid-beta între neuroni este un prim pas crucial în boala Alzheimer, cea mai frecventă formă de demență, potrivit Science Alert.

În schimb, sugerează că deteriorarea neuronilor poate prinde rădăcini în interiorul celulelor cu mult înainte ca plăcile amiloide să se formeze complet și să se aglomereze în creier, o constatare care ar putea oferi noi posibilități terapeutice.

„Rezultatele noastre fac pentru prima dată ca leziunile neuronale observate în boala Alzheimer să fie legate de problemele din interiorul lizozomilor celulelor cerebrale, unde apare mai întâi amiloid-beta”, spune Lee.

Deși un studiu pe animale cu un trio de probe umane nu va răsturna teoriile existente despre ceea ce se întâmplă cu creierul în cazul bolii Alzheimer, cercetarea face parte dintr-un număr tot mai mare de dovezi care sugerează că plăcile amiloide sunt, de fapt, mai degrabă întârziate decât un declanșator timpuriu al bolii.

Ce spun studiile anterioare despre Alzheimer?

„Anterior, ipoteza de lucru atribuia în mare parte daunele observate în boala Alzheimer la ceea ce a apărut după acumularea de amiloid în afara celulelor cerebrale, nu înainte și din interiorul neuronilor”, spune Lee, luând în vizor ipoteza cascadei amiloide care a acaparat cercetarea bolii Alzheimer timp de trei decenii.

Această ipoteză, care nu a fost niciodată acceptată în mod universal și care este acum în proces, ca să spunem așa, presupune că aglomerările înnodate ale unei proteine numite amiloid sunt cauza principală a bolii Alzheimer. Se crede că acumularea acestor plăci amiloide între celulele creierului deteriorează neuronii, ceea ce duce la pierderea memoriei și la declinul cognitiv.

Dar nu toată lumea este de acord, deoarece încurcăturile intracelulare ale unei alte proteine numite tau sunt ceilalți suspecți principali ai bolii Alzheimer; și brațele umflate și proeminente ale neuronilor, de obicei zvelte, sunt, de asemenea, o parte a imaginii.

Ce au observat cercetătorii?

În acest nou studiu, cercetătorii au urmărit disfuncția celulară observată la șoarecii crescuți pentru a dezvolta boala Alzheimer până la lizozomii celulelor cerebrale, mici saci plini de enzime acide care descompun și reciclează deșeurile din celule.

Studiile de imagistică au arătat că, pe măsură ce celulele cerebrale ale animalelor deveneau bolnave, lizozomii își pierdeau aciditatea obișnuită, se măreau și apoi fuzionau cu alte vacuole care transportau deșeuri și care se umflau deja cu fragmente de proteine amiloide și alte resturi.

Cercetătorii au considerat acest lucru ca fiind un semn că sistemele de eliminare a gunoiului din neuroni au cedat, supunând celulele la un stres extrem.

La cei mai grav afectați neuroni destinați morții celulare, aceste vacuole s-au adunat în „pete mari de membrană”, formând rozete „ca niște flori” în jurul nucleului celular. Cercetătorii au observat, de asemenea, plăci amiloide aproape complet formate în interiorul unor neuroni deteriorați.

Echipa a descoperit că acest model unic, numit „floare otrăvitoare”, era prezent și în unele celule cerebrale de la trei persoane care au murit din cauza bolii Alzheimer.

Cauzele bolii Alzheimer sunt încă neclare

Dar este nevoie de mult mai multe cercetări înainte de a putea spune că această caracteristică nou descoperită este un factor care contribuie la boala Alzheimer la om.

Cercetările anterioare sugerează că depozitele de amiloid la persoanele care suferă de Alzheimer sunt foarte diferite de cele găsite în modelele animale ale bolii și că acestea din urmă sunt, de asemenea, mai ușor de eliminat din creier.

Deocamdată, cercetătorii spun că descoperirile lor sugerează că neuronii care conțin aceste „flori otrăvitoare” ar putea fi „sursa principală” a plăcilor toxice de amiloid, cel puțin în modelele animale ale bolii Alzheimer.

„Aceste noi dovezi schimbă înțelegerea noastră fundamentală a modului în care progresează boala Alzheimer”, spune neurobiologul Ralph Nixon, tot de la NYU Langone.
„De asemenea, explică de ce atât de multe terapii experimentale concepute pentru a elimina plăcile amiloide nu au reușit să oprească progresia bolii, deoarece celulele creierului sunt deja paralizate înainte ca plăcile să se formeze complet în afara celulei”, mai spune Nixon.

Cercetările produc controverse

Chiar recent, ipoteza cascadei amiloide a fost din nou supusă unei examinări intense după ce Administrația Federală a Medicamentelor din SUA a aprobat o nouă terapie pentru boala Alzheimer la mijlocul anului 2021 – prima în 18 ani.

Medicamentul, numit aducanumab, elimină aglomerările de proteină amiloidă, iar decizia a stârnit o revoltă din partea unor cercetători din domeniul Alzheimer care au spus că aprobarea a fost prematură, deoarece juriul încă nu a stabilit dacă reducerea nivelului de amiloid încetinește într-adevăr declinul cognitiv.

Dar chiar și cu mult timp înainte de această decizie controversată, cercetătorii se întrebau dacă acumularea de plăci amiloide declanșează boala Alzheimer, dacă determină progresia acesteia sau dacă este un produs secundar irelevant. Acest ultim studiu nu face decât să adauge combustibil – sau o mică crenguță – la acest foc.

De asemenea, se potrivește cu cercetările vechi de un deceniu care sugerează că aglomerările de amiloid cresc în interiorul neuronilor din fragmente mici de proteină amiloidă ingerată, aglomerări care apoi sunt expulzate înapoi în spațiul intracelular atunci când celula moare în cele din urmă.

Poate că aceste noi cercetări – ținând cont de faptul că sunt efectuate în principal pe șoareci – oferă detalii mai granulare despre unde și când se formează plăcile amiloide, indicând procese defectuoase de eliminare a deșeurilor care nu reușesc să recicleze gunoaiele celulare.

„Cercetarea noastră sugerează că tratamentele viitoare ar trebui să se concentreze pe inversarea disfuncției lizozomale și pe reechilibrarea nivelurilor de acid din interiorul neuronilor din creier”, spune Nixon.

Studiul a fost publicat în revista Nature Neuroscience.