Alzheimersrelaterte hjerneforandringer kan starte ved 40
Forskere kan ha avansert vår forståelse av hjernemekanismene bak Alzheimers sykdom, etter å ha avdekket en prosess som går forut for oppbyggingen av giftige proteiner som er et kjennetegn på tilstanden.
I en musestudie avslører forskere ved University of Southern California (USC) i Los Angeles hvordan skader på celler som kalles pericytter, kan utløse sykdom med hvitt stoff, som er assosiert med demens.
Studiefunnene antyder også at disse hjerneendringene kan forekomme så tidlig som 40 år.
Hvit substans sykdom er preget av degenerering av hvit substans. Dette er hjernevevet som inneholder nervefibre, trådlignende strukturer som fører signaler fra nervecellene, eller nevronene, til andre områder av kroppen.
Ved sykdom med hvit materie blir disse nervefibrene skadet, og dette forårsaker problemer med hukommelse, tenkning og balanse.
I følge seniorforfatter Berislav Zlokovic, ved Keck School of Medicine ved USC, er hvitt materie sykdom vanlig hos eldre voksne, og forskning har koblet tilstanden til sykdom i hjernen i små fartøyer, som de sier “bidrar til nesten 50 prosent av tilfeller av demenssykdom. over hele verden, inkludert Alzheimers sykdom. ”
Imidlertid har de nøyaktige mekanismene som hvite materiesykdommer kan føre til demens vært uklare. Men den nye studien fra Zlokovic og kolleger kaster litt lys.
Forskerne rapporterte nylig sine funn i tidsskriftet Naturmedisin.
Pericytes og hvitt materie helse
Studien fokuserte på pericytes rolle, som er cellene som strekker veggene i kapillærene, eller kroppens minste blodkar.
Først gjennomførte teamet en postmortem analyse av hjernen til mennesker som hadde Alzheimers sykdom, og de sammenlignet dem med hjernen til friske voksne.
Forskerne fant at hjernen til mennesker med Alzheimers sykdom hadde 50 prosent færre pericytter enn sunne hjerner, og nivåene av et protein kalt fibrinogen - et blodsirkulerende protein som hjelper sårheling - ble økt tredobbelt i hvite substansregioner.
Ved å bruke MR for å studere musemodeller som hadde mangel på pericytter, ble det funnet at disse cellene spiller en nøkkelrolle i hvite materiens helse.
Når musene som var pericyte-mangelfulle var 12–16 uker gamle - som tilsvarer omtrent 40 menneskeår - var nivåene av fibrinogen rundt 10 ganger høyere i corpus callosum, en hjerneområde som spiller en rolle i overføring av kognitive og sensoriske data fra den ene siden av hjernen til den andre.
Ved 36–48 uker gamle, tilsvarende 70 menneskeår, viste pericyte-mangelfulle mus en økning på 50 prosent i blodkarlekkasje, rapporterer teamet.
"Våre observasjoner antyder at når pericytter er skadet, reduseres blodstrømmen i hjernen som et avløp som sakte blir tett," sier den første studieforfatteren Angeliki Maria Nikolakopoulou, ved Zilkha Neurogenetic Institute ved Keck School of Medicine.
Avdekke 'begynnelsen av demens'
I neste del av studien vurderte teamet gnagernes løpehastighet ved hjelp av en hjulprøve. Da de ble 12–16 uker gamle, ble de pericyte-mangelfulle musene funnet å løpe 50 prosent tregere enn kontrollmusene.
"Musene som mangler pericytter fungerer langsommere fordi det er strukturelle endringer i deres hvite substans og tap av tilkobling blant nevroner," bemerker Zlokovic.
Bekreftet teorien deres med MR, fant forskerne at musene med pericytter med mangel på pericytter i alderen 12–16 uker viste strukturelle endringer i hvit substans.
"Pericytes kompromitteres tidlig," forklarer den første studieforfatteren Axel Montagne, også ved Zilkha Neurogenetic Institute. “Tenk på det som hår som tetter avløp over tid. Når avløpet er tett, begynner det å dannes sprekker i ‘rørene’ eller hjernens blodkar. Hvit materie sliter og hjerneforbindelser blir forstyrret. Det er begynnelsen på demens. "
Montagne legger til at dette funnet indikerer at hvite materie sykdommer hos mennesker kan begynne så tidlig som 40 år.
"Mange forskere," bemerker Zlokovic, "har fokusert forskningen på Alzheimers sykdom på opphopning av giftige amyloid- og tau-proteiner i hjernen, men denne studien og andre fra laboratoriet mitt viser at problemet starter tidligere - med utette blodkar i hjernen . ”
En ny tilnærming for å forebygge demens?
Da forskerne brukte en forbindelse for å redusere fibrinogennivået i gnagernes blod og hjerne, fant de ut at volumet av hvitt materie ble gjenopprettet til 90 prosent, mens tilkoblingen av hvit substans ble gjenopprettet til 80 prosent.
"Studien vår gir bevis for at målretting mot fibrinogen og begrensning av disse proteininnskuddene i hjernen kan reversere eller redusere sykdommen i hvit substans."
Berislav Zlokovic
Forskerne mener at deres funn kan peke mot fibrinogen som et mål for å forhindre denne demensforløperen, men det er behov for ytterligere studier for å bestemme den beste strategien.
"Vi må finne ut av den riktige tilnærmingen," sier Zlokovic og legger til. "Kanskje det å være fokus på å styrke blod-hjerne-barriereintegriteten kan være et svar fordi du ikke kan eliminere fibrinogen fra blod hos mennesker. Dette proteinet er nødvendig i blodet. Det skjer bare for å være giftig for hjernen. ”
