Αλτσχάιμερ: Πώς η ελαφριά θεραπεία θα μπορούσε να προστατεύσει τον εγκέφαλο
Οι ερευνητές έχουν δείξει στο παρελθόν ότι ένας τύπος θεραπείας φωτός θα μπορούσε ενδεχομένως να μειώσει τις τοξικές πρωτεΐνες που συσσωρεύονται στον εγκέφαλο στη νόσο του Alzheimer. Τώρα, η ίδια ομάδα έχει εντοπίσει τι συμβαίνει σε επίπεδο κελιού για να επιτύχει αυτό το αποτέλεσμα.
Το 2016, επιστήμονες στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ) στο Κέιμπριτζ διαπίστωσαν ότι η λάμψη ενός τρεμοπαίγματος στα μάτια των ποντικών θα μπορούσε να μειώσει την τοξική συσσώρευση αμυλοειδών και ταυ πρωτεϊνών που εμφανίζονται στον εγκέφαλο με τη νόσο του Αλτσχάιμερ.
Η θεραπεία με φως ενισχύει μια μορφή εγκεφαλικού κύματος που ονομάζεται ταλάντωση γάμμα, η οποία δείχνει ότι η έρευνα είναι μειωμένη σε άτομα με νόσο του Alzheimer.
Πιο πρόσφατα, η ομάδα του MIT αποκάλυψε ότι ο συνδυασμός της θεραπείας φωτός με την ηχητική θεραπεία επέκτεινε τα ευεργετικά αποτελέσματα ακόμη περισσότερο.
Αυτές οι μελέτες διαπίστωσαν επίσης ότι η θεραπεία με φως μπορεί να βελτιώσει τη μνήμη σε ποντίκια γενετικά προδιάθεση να αναπτύξουν τη νόσο του Alzheimer και τη χωρική μνήμη σε ηλικιωμένα ποντίκια χωρίς την πάθηση.
Η πιο πρόσφατη έρευνα, η οποία εμφανίζεται τώρα στο περιοδικό Νευρώνας, έχει δείξει ότι η ενίσχυση των ταλαντώσεων γάμμα μπορεί να βελτιώσει τη σύνδεση μεταξύ των νευρικών κυττάρων, να μειώσει τη φλεγμονή και να διατηρήσει τον κυτταρικό θάνατο σε μοντέλα ποντικών του Alzheimer's.
Δείχνει επίσης ότι τα εκτεταμένα αποτελέσματα της θεραπείας περιλαμβάνουν όχι μόνο νευρικά κύτταρα ή νευρώνες, αλλά και έναν τύπο ανοσοκυττάρου που ονομάζεται μικρογλοία.
«Φαίνεται,» λέει ο ανώτερος συγγραφέας της μελέτης, Li-Huei Tsai, καθηγητής νευροεπιστήμης και διευθυντής του Picower Institute for Learning and Memory στο MIT, «ότι ο νευροεκφυλισμός αποτρέπεται σε μεγάλο βαθμό».
Αλτσχάιμερ και τοξικές πρωτεΐνες
Το Alzheimer's είναι μια κατάσταση που καταστρέφει σταδιακά τον εγκεφαλικό ιστό και τη σχετική λειτουργία μέσω της μη αναστρέψιμης απώλειας κυττάρων.
Μια έκθεση του 2018 από το Alzheimer’s Disease International αποκαλύπτει ότι 50 εκατομμύρια άνθρωποι παγκοσμίως έχουν άνοια και ότι για τα δύο τρίτα αυτών, η νόσος του Alzheimer είναι η αιτία.
Αν και ορισμένες θεραπείες μπορούν να επιβραδύνουν τα συμπτώματα του Alzheimer για λίγο, καμία, μέχρι στιγμής, δεν μπορεί να θεραπεύσει την πάθηση.
Σε άτομα με νόσο του Αλτσχάιμερ, ο εγκέφαλος αρχίζει να αλλάζει πολύ καιρό προτού εμφανίσουν συμπτώματα άνοιας. Τέτοια συμπτώματα περιλαμβάνουν δυσκολίες στη σκέψη και στη μνήμη.
Δύο αλλαγές ειδικότερα είναι η ανάπτυξη τοξικών εναποθέσεων, ή πλακών, β-αμυλοειδούς πρωτεΐνης μεταξύ των νευρικών κυττάρων, και ο σχηματισμός τοξικών μπερδεμάτων της πρωτεΐνης tau εντός των κυττάρων.
Η καθηγήτρια Tsai και οι συνάδελφοί της εξηγούν ότι τα άτομα με νόσο του Αλτσχάιμερ δείχνουν επίσης μια άλλη αλλαγή στον εγκέφαλο: «μειωμένη δύναμη ταλαντώσεων στη ζώνη συχνότητας γάμμα».
Οι επιστήμονες έχουν προτείνει ότι οι ταλαντώσεις γάμμα είναι ένας τύπος εγκεφαλικού κύματος σημαντικός για λειτουργίες όπως η μνήμη και η προσοχή.
Στην προηγούμενη δουλειά τους, οι ερευνητές είχαν δείξει ότι η έκθεση στο φως που τρεμοπαίζει με ρυθμό 40 κύκλων ανά δευτερόλεπτο ή hertz, διέγειρε τις ταλαντώσεις γάμμα στον οπτικό φλοιό του εγκεφάλου σε ποντίκια.
Η προσθήκη ηχητικών τόνων με την ίδια συχνότητα ενίσχυσε την επίδραση μείωσης της πλάκας της θεραπείας φωτός και την επέκτεινε πέρα από τον οπτικό φλοιό στον ιππόκαμπο και σε μερικούς από τον προμετωπιαίο φλοιό.
Οι ταλαντώσεις γάμμα και από τις δύο θεραπείες οδήγησαν επίσης σε βελτίωση της λειτουργίας μνήμης σε μοντέλα ποντικών της νόσου του Alzheimer.
Αξιοσημείωτο επίπεδο νευροπροστασίας
Με τη νέα μελέτη, οι ερευνητές ήθελαν να μάθουν περισσότερα για τους βασικούς μηχανισμούς που οδήγησαν σε αυτά τα οφέλη.
Για να το κάνουν αυτό, χρησιμοποίησαν δύο μοντέλα ποντικιών του Alzheimer's: Tau P301S και CK-p25. Ο καθηγητής Tsai λέει ότι και οι δύο τύποι ποντικών βιώνουν πολύ μεγαλύτερη απώλεια νευρικών κυττάρων από το μοντέλο που χρησιμοποίησαν στις προηγούμενες μελέτες θεραπείας φωτός.
Τα ποντίκια Tau P301S παράγουν μια μεταλλαγμένη πρωτεΐνη tau που σχηματίζει μπερδέματα μέσα σε κύτταρα, όπως αυτά που εμφανίζονται μέσα σε εγκεφαλικά κύτταρα ανθρώπων με νόσο του Alzheimer. Τα ποντίκια CK-p25 παράγουν μια πρωτεΐνη που ονομάζεται p25 που προκαλεί «σοβαρό νευροεκφυλισμό».
Η ομάδα είδε ότι η καθημερινή θεραπεία με φως που ξεκίνησε πριν από την αναμενόμενη έναρξη του νευροεκφυλισμού παρήγαγε αξιοσημείωτα αποτελέσματα και στους δύο τύπους ποντικών.
Τα ποντίκια Tau P301S που έλαβαν θεραπεία 3 εβδομάδων δεν έδειξαν σημάδια εκφυλισμού νευρώνων, σε σύγκριση με το 15-20% της απώλειας νευρώνων στα ποντίκια που δεν υποβλήθηκαν σε θεραπεία.
Το αποτέλεσμα ήταν το ίδιο στους ποντικούς CK-p25, οι οποίοι υποβλήθηκαν σε θεραπεία 6 εβδομάδων.
Η καθηγήτρια Tsai ισχυρίζεται ότι «εργάζεται με πρωτεΐνη p25 για πάνω από 20 χρόνια» και ότι η πρωτεΐνη είναι πολύ τοξική για τον εγκέφαλο. Ωστόσο, δεν έχει δει ποτέ κάτι τέτοιο στο παρελθόν. «Είναι πολύ σοκαριστικό», προσθέτει.
«Βρήκαμε ότι τα επίπεδα έκφρασης διαγονιδίου p25 είναι ακριβώς τα ίδια σε ποντικούς που έχουν υποστεί αγωγή και δεν έχουν υποβληθεί σε θεραπεία, αλλά δεν υπάρχει νευροεκφυλισμός στα ποντίκια που υποβλήθηκαν σε αγωγή», εξηγεί.
Όταν οι ερευνητές δοκίμασαν τη χωρική μνήμη των ποντικών, βρήκαν επίσης εκπληκτικά αποτελέσματα: Η θεραπεία φωτός βελτίωσε την απόδοση σε μεγαλύτερα ποντίκια που δεν είχαν προγραμματιστεί γενετικά για την ανάπτυξη της νόσου του Alzheimer, αλλά δεν είχε καμία επίδραση σε νεότερα, παρόμοια ποντίκια.
Σημαντικές διαφορές στη γονιδιακή δραστηριότητα
Οι ερευνητές εξέτασαν επίσης τις μεταβολές των γονιδίων στα ποντίκια που είχαν υποστεί αγωγή και δεν είχαν υποστεί αγωγή. Διαπίστωσαν ότι τα νευρικά κύτταρα ποντικών που δεν είχαν υποστεί αγωγή είχαν μειωμένη δραστηριότητα σε γονίδια που επιδιορθώνουν το DNA και σε αυτά που βοηθούν στη λειτουργία των συνδέσεων μεταξύ των νευρικών κυττάρων. Τα ποντίκια που υποβλήθηκαν σε αγωγή, από την άλλη πλευρά, εμφάνισαν μεγαλύτερη δραστικότητα σε αυτά τα γονίδια.
Επίσης, είδαν ότι τα ποντίκια που είχαν υποβληθεί σε αγωγή είχαν περισσότερες συνδέσεις μεταξύ των νευρικών κυττάρων και ότι αυτά λειτουργούσαν πιο συνεκτικά.
Οι επιστήμονες διερεύνησαν επίσης τη γονιδιακή δραστηριότητα στα μικρογλοία ή τα ανοσοκύτταρα που βοηθούν στην απομάκρυνση των κυτταρικών απορριμμάτων και άλλων συντριμμάτων στον εγκέφαλο.
Αυτές οι έρευνες αποκάλυψαν ότι τα γονίδια που προάγουν τη φλεγμονή ήταν πιο ενεργά σε ποντίκια που δεν έλαβαν θεραπεία φωτός. Ωστόσο, τα ποντίκια που υποβλήθηκαν σε αγωγή έδειξαν σημαντική έλλειψη δραστικότητας σε αυτά τα γονίδια. Έδειξαν επίσης αυξημένη δραστηριότητα σε γονίδια που επηρεάζουν την ικανότητα της μικρογλοίας να κινείται.
Οι συγγραφείς της μελέτης εξηγούν ότι αυτά τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι η ελαφριά θεραπεία ενίσχυσε την ικανότητα της μικρογλοίας να αντιμετωπίζει τη φλεγμονή. Ίσως τους έκανε καλύτερα να καθαρίσουν τα απορρίμματα, συμπεριλαμβανομένων ελαττωματικών πρωτεϊνών που μπορούν να συσσωρευτούν για να σχηματίσουν τοξικές πλάκες και μπερδεμένα.
Ο καθηγητής Tsai μας υπενθυμίζει ότι μια σημαντική ερώτηση δεν έχει ακόμη καμία απάντηση: Πώς η ταλάντωση γάμμα προκαλεί αυτές τις διάφορες μορφές προστασίας;
Ίσως οι ταλαντώσεις πυροδοτούν κάτι μέσα στα νευρικά κύτταρα. Ο καθηγητής Tsai λέει ότι της αρέσει να πιστεύει ότι τα νευρικά κύτταρα είναι «οι κύριοι ρυθμιστές».
"Πολλοί άνθρωποι με ρωτούν αν τα μικρογλοία είναι ο πιο σημαντικός τύπος κυττάρων σε αυτό το ευεργετικό αποτέλεσμα, αλλά για να είμαστε ειλικρινείς, πραγματικά δεν το γνωρίζουμε."
Καθ. Li-Huei Tsai
