Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μύγες φρούτων για να αποκρυπτογραφήσουν μια ανεξήγητη σύνδεση μεταξύ της νόσου του Αλτσχάιμερ και μιας γενετικής παραλλαγής, αποκαλύπτοντας ότι προκαλεί το θάνατο των νευρώνων. Τα ευρήματα από την ομάδα του Walter and Eliza Hall Institute (WEHI) αποκαλύπτουν μια πιθανή αιτία νευροεκφυλισμού στα πρώιμα στάδια της νόσου του Alzheimer και ανοίγουν την πόρτα για τη μελλοντική ανάπτυξη νέων θεραπειών για γνωστικές ασθένειες.
Μελέτη για τη νόσο του Αλτσχάιμερ
Η μελέτη, «Μια αύξηση στο μιτοχονδριακό TOM ενεργοποιεί την απόπτωση για να οδηγήσει τον νευροεκφυλισμό του αμφιβληστροειδούς», με συνεργάτες από το Εθνικό Πανεπιστήμιο της Αυστραλίας, δημοσιεύεται στο Scientific Reports. Πάνω από 55 εκατομμύρια άνθρωποι παγκοσμίως πιστεύεται ότι ζουν με τη νόσο του Αλτσχάιμερ ή άλλες μορφές άνοιας. Στην Αυστραλία, υπάρχουν έως και 487.500 άτομα που ζουν με άνοια. Δεν υπάρχει γνωστή θεραπεία για τη νόσο, αλλά η έγκαιρη παρέμβαση μπορεί να βοηθήσει στην πρόληψη της εξέλιξης της νόσου. Η νέα έρευνα ενισχύει τις γνώσεις μας για το πώς εμπλέκονται τα μονοπάτια του κυτταρικού θανάτου και του ποιοτικού ελέγχου στον νευροεκφυλισμό και αποκαλύπτει πιθανούς στόχους για έγκαιρη παρέμβαση σε γνωστικές καταστάσεις.
Κενό στην έρευνα για την άνοια
Υπάρχει μια ισχυρή γενετική σύνδεση μεταξύ των αυξημένων επιπέδων του μιτοχονδριακού γονιδίου TOMM40 και της νόσου του Αλτσχάιμερ, αλλά οι μηχανισμοί που κρύβονται πίσω από αυτό το φαινόμενο είναι σε μεγάλο βαθμό άγνωστοι. Αυτή η σύνδεση ήταν δύσκολο να ξεμπερδευτεί επειδή αυτό το γονίδιο γειτνιάζει με το «γονίδιο Alzheimer» (ApoE), τον ισχυρότερο προγνωστικό παράγοντα της όψιμης έναρξης της νόσου του Alzheimer. Ωστόσο, πρόσφατη εργασία έδειξε ότι μια γενετική παραλλαγή που προκαλεί υπερπαραγωγή του TOMM40 μπορεί να προκαλέσει συρρίκνωση του εγκεφάλου, ανεξάρτητα από το γονίδιο του Αλτσχάιμερ.
Η επικεφαλής ερευνήτρια Δρ. Agalya Periasamy είπε ότι τα ευρήματα κέντρισαν την περιέργεια της ομάδας, ωθώντας τους να διερευνήσουν πώς η υπερβολική ποσότητα TOMM40 προκαλεί τον νευροεκφυλισμό που κρύβεται πίσω από τη νόσο του Αλτσχάιμερ. “Εάν μπορούμε να το αποσυσκευάσουμε αυτό, ίσως μπορέσουμε να βρούμε έναν νέο τρόπο να παρέμβουμε στη διαδικασία για να αποτρέψουμε τον θάνατο των νευρώνων”, είπε ο Δρ Periasamy. «Προς το παρόν, δεν έχουμε καλές θεραπείες για τη νόσο του Αλτσχάιμερ και χρειαζόμαστε επειγόντως νέες επιλογές. Η έρευνά μας προσφέρει μια πιθανή εναλλακτική οδό για την ανάπτυξη των τόσο απαραίτητων θεραπευτικών παρεμβάσεων για αυτήν την καταστροφική ασθένεια».
Μοντέλο μύγας φρούτων
Η ομάδα του WEHI και του Εθνικού Πανεπιστημίου της Αυστραλίας χρησιμοποίησε ένα κοινό μοντέλο νευροεκφυλιστικής νόσου, τη μύγα των φρούτων, για να διερευνήσει πιθανές συνδέσεις μεταξύ των αυξημένων επιπέδων TOMM40 και του Αλτσχάιμερ. Τα μάτια των φρουτόμυγων περιέχουν κύτταρα που ονομάζονται φωτοϋποδοχείς και είναι εξειδικευμένοι νευρώνες, καθιστώντας τα ιδανικά για έρευνα σχετικά με τον νευροεκφυλισμό.
Για να διερευνήσει πώς η υπερβολική αφθονία TOMM40 συνδέθηκε με τον νευροεκφυλισμό, η ομάδα κατασκεύασε γενετικά φρουτόμυγες για να παράγει πάρα πολύ πρωτεΐνη Tom40, την πρωτεΐνη που παράγεται από το γονίδιο TOMM40, και παρατήρησε το αποτέλεσμα. Διαπίστωσαν ότι ο εμπλουτισμός της πρωτεΐνης προκάλεσε έντονο κυτταρικό θάνατο στον αμφιβληστροειδή, με την ποσότητα του εκφυλισμού να αντιστοιχεί στο επίπεδο της πρωτεΐνης.
Αφού έψαξε για την αιτία του ετοιμοθάνατου οφθαλμικού ιστού, ο Δρ. Periasamy βρήκε στοιχεία για ένα συγκεκριμένο είδος κυτταρικού θανάτου που ονομάζεται απόπτωση, που συνήθως εμπλέκεται στην τακτική ανανέωση και συντήρηση των κυττάρων. «Κοιτάξαμε τα μάτια των προνυμφών της μύγας στο μικροσκόπιο και βρήκαμε μια αύξηση σε μια πρωτεΐνη που σηματοδοτεί την ενεργοποίηση της απόπτωσης, που ονομάζεται «κασπάση-3» στους ανθρώπους. Αυτό μας επιβεβαίωσε ότι η απόπτωση ήταν ο κρίκος που έλειπε», είπε.
Σύμπλεγμα πρωτεΐνης TOM και κυτταρικός θάνατος
Το Tom40 είναι μέρος ενός μεγαλύτερου συμπλέγματος πρωτεϊνών που ονομάζεται “TOM” που συναρμολογείται στα μιτοχόνδρια, όπου η κύρια λειτουργία του είναι να εισάγει βασικές πρωτεΐνες. Η ομάδα ερεύνησε τον αντίκτυπο του υπερβολικού Tom40 και διαπίστωσε ότι ο σχηματισμός συμπλόκου ΤΟΜ στάλθηκε σε υπερένταση. Αυτό πετάει την ισορροπία στα μιτοχόνδρια και ενεργοποιεί την απόπτωση.
“Ενώ τα δεδομένα δείχνουν ότι το έναυσμα για τον κυτταρικό θάνατο είναι η υπερβολική αφθονία του συγκροτήματος TOM, δεν βρήκαμε στοιχεία ότι η εισαγωγή πρωτεΐνης εμπλέκεται στον νευροεκφυλισμό”, δήλωσε ο κύριος ερευνητής Δρ. Jacqui Gulbis. «Τα ευρήματά μας εντοπίζουν ένα νέο σημείο εισόδου στα μονοπάτια ελέγχου ποιότητας των κυττάρων που θα μπορούσαν να στοχεύσουν στη διακοπή του νευροεκφυλισμού που προκαλείται από το TOMM40.