Новое исследование показало, что усиление метаболизма в гиппокампе является ранним признаком болезни Альцгеймера, предлагая потенциальный индикатор ранней диагностики и новые возможности для вмешательства. Это открытие может привести к раннему лечению, нацеленному на клеточную энергию и процессы управления отходами, чтобы замедлить прогрессирование заболевания.
Исследователи из Каролинского института определили увеличение метаболизма в гиппокампе как раннюю фазу развития болезнь Альцгеймера болезни, согласно исследованию, опубликованному в Молекулярная психиатрия. Это открытие открывает путь для потенциальных новых методов раннего вмешательства.
Болезнь Альцгеймера является наиболее распространенной формой деменции и ежегодно поражает около 20 000 человек в Швеции. Теперь исследователи показывают, что увеличение метаболизма в митохондриях, клеточных электростанциях, является ранним индикатором заболевания.
Животные модели и патологические идеи
Команды, проводившие исследование, использовали мышей, у которых патология болезни Альцгеймера развилась так же, как и у людей. За усилением метаболизма у молодых мышей последовали синаптические изменения, вызванные нарушением системы клеточной рециркуляции (процесс, известный как аутофагия). Это открытие было удостоено Нобелевской премии по физиологии и медицине в 2016 году.
Через некоторое время обмен веществ в мозгу при болезни Альцгеймера обычно снижается, что способствует деградации синапсов. Исследователи также могли наблюдать это у старых мышей, которые болели этим заболеванием в течение длительного времени.
Диагностический потенциал и метаболические изменения
«Заболевание начинает развиваться за 20 лет до появления симптомов, поэтому важно обнаружить его на ранней стадии, особенно с учетом того, что лекарства замедленного действия начинают появляться», — говорит Пер Нильссон, доцент кафедры нейробиологии, медицинских наук и общества. , Каролинский институт. «Метаболические изменения могут быть диагностическим фактором в этом случае».
Мария Анкаркрона, профессор той же кафедры, продолжает: «Интересно, что изменения в обмене веществ можно увидеть еще до того, как в мозгу накопится характерная нерастворимая бляшка. Различный энергетический баланс соответствует тому, что мы видели на изображениях мозга при болезни Альцгеймера, но теперь мы обнаружили эти изменения на более ранней стадии».
Мария Анкаркрона. Фото: Сельма Волофски
Методология и будущие исследования
Исследование проводилось в тесном сотрудничестве между обеими группами исследователей, которые анализировали часть мозга мыши, называемую гиппокампом, структуру, которая играет важную роль в кратковременной памяти и поражается на ранних стадиях патологического процесса.
Применяя технику РНК секвенируя, чтобы увидеть, какие гены активны в клетках гиппокампа на разных стадиях заболевания, исследователи обнаружили, что одной из ранних стадий заболевания является усиление митохондриального метаболизма.
Исследователи изучили изменения, которые затем появились в синапсах между нейронами мозга, используя электронную микроскопию и другие методы, и обнаружили, что в синапсах накапливались везикулы, называемые аутофагосомами, в результате которых отработанные белки расщепляются, а их компоненты метаболизируются, нарушая доступ к функционированию. белки.
Теперь исследователи будут более подробно изучать роль митохондрий и аутофагии в развитии болезни Альцгеймера – например, на мышах, чье заболевание обеспечивает еще лучшую модель мозга, страдающего болезнью Альцгеймера.
«Эти результаты подчеркивают важность сохранения функциональных митохондрий и нормального белкового метаболизма», — говорит доктор Нильссон. «В дальнейшем мы сможем провести тесты на мышах, чтобы увидеть, могут ли новые молекулы, стабилизирующие митохондриальную и аутофагическую функцию, замедлить развитие болезни».
Ссылка: «Митохондриальный гиперметаболизм предшествует нарушению аутофагии и синаптической дезорганизации в моделях мышей с болезнью Альцгеймера, нокаутированных по App», авторы: Луана Найя, Макото Шимозава, Эрика Беречки, Сидань Ли, Цзяньпин Лю, Риченг Цзян, Ромен Жиро, Нуно Сантос Лил, Катарина Морейра Пиньо, Эрик Бергер, Виктория Лим Фальк, Джакомо Дентони, Мария Анкаркрона и Пер Нильссон, 32 октября 2023 г., Молекулярная психиатрия.
DOI: 10.1038/s41380-023-02289-4
Исследование финансировалось за счет грантов Шведского исследовательского совета, Шведского фонда борьбы с болезнью Альцгеймера и Шведского фонда мозга, а также за счет частных пожертвований. Исследователи заявили об отсутствии конфликта интересов.