Choroba Alzheimera jest jedną z najczęściej spotykanych postaci demencji starczej i chorobą neurodegeneracyjna, na którą cierpi najwięcej osób. W jej przebiegu dochodzi do odkładania się toksycznych blaszek beta-amyloidu w strukturach mózgu, które powstają w następstwie nieprawidłowej agregacji tego białka. Ich obecność jest z kolei przyczyną upośledzenia niektórych funkcji ośrodkowego układu nerwowego.
Pomimo stale rosnącej liczby pacjentów cierpiących z powodu tego schorzenia, jak dotąd nie udało się opracować skutecznej terapii leczenia. Większość dotychczasowych metod skupia się na próbie ograniczenia formowania się płytek beta-amyloidu. Ich rezultaty nie zawsze są zadowalające, gdyż czasami zahamowanie rozwoju choroby jest bardzo znikome. Naukowcy poszukują więc alternatywnych strategii, a największym przełomem w tej dziedzinie jest uznanie tego schorzenia za chorobę metaboliczną.
Wykorzystując teorię metaboliczną, zespół naukowców z Laboratorium Integratywnych Systemów Fizjologii kierowany przez Johana Auwerx’s przeprowadził badania, w których skupił się przede wszystkim na mitochondriach komórkowych. Struktury te są bowiem główną elektrownią, gdzie wytwarzana jest energia potrzebna do prawidłowego przebiegu metabolizmu każdej komórki. W swoich próbach klinicznych wykorzystali oni robaki oraz myszy i odnotowali, że odpowiednie pobudzenie mitochondriów chroni przed konkretną postacią stresu oksydacyjnego, w wyniku którego dochodzi do powstawania toksycznych blaszek beta-amyloidu. Dzięki temu odkryciu naukowcy przekonują, że stymulacja mitochondriów może być korzystną metodą zahamowania postępu choroby Alzheimera.
Wraz z wiekiem w organizmie dochodzi do częściowego upośledzenia funkcji komórkowych, w wyniku czego struktury te stają się zazwyczaj dużo słabsze i niejako walczą o przetrwanie. Dysfunkcyjność ta wynika głównie z zaburzeń funkcji mitochondriów. Jak wspomniano wcześniej, to właśnie w nich generowana jest energia. Spadek poziomu energii jest szczególnie szkodliwy w przypadku komórek mózgu, które gdy zostaną pozbawione energii, nie są w stanie sprawować odpowiednio swoich funkcji, a tym samym w obszarze ośrodkowego układu nerwowego powstają niekorzystne zmiany.
Dzięki pracy grupy badawczej udało się ustalić dwa główne mechanizmy pozwalające na naprawę uszkodzonych mitochondriów oraz na kontrolę ich jakości. Pierwszym z nich jest podejście o nazwie “mitochondrialnie rozwinięta odpowiedź białkowa” (UPRmt), zapewniające ochronę mitochondriów przed szkodliwym działaniem nań bodźców stresowych. Drugi mechanizm to tzw. mitofagia, czyli proces eliminacji uszkodzonych mitochondriów. Oba te systemy są kluczem do opóźnienia lub zapobiegania choroby Alzheimera.
Autor publikacji, Vincenzo Sorrentino, powiedział: “Od pewnego czasu wiadomo już, że w przebiegu choroby Alzheimera, mitochondria neuronów nie spełniają swoich funkcji. Wykazaliśmy, że farmakologiczna aktywacja szlaków recyclingu tych dysfunkcyjnych struktur jest niezbędna zarówno u robaków C. elegans, jak i u ludzi. Poprawiając te ścieżki można z kolei zahamować rozwój tego schorzenia neurodegeneracyjnego.”
W przebiegu badania zespół naukowców testował dobrze znane już związki z grupy antybiotyków (doksycyklina oraz witaminowy rybozyd nikotynamidu (NR)). Okazało się, że leki te są w stanie włączyć system obronny UPRmt oraz mitofagię w modelu robaka C. elegans. W efekcie odnotowano u nich mniejszą ilość toksycznych płytek beta-amyloidu w porównaniu do organizmów nie poddawanych leczeniu. W kolejnym etapie naukowcy zauważyli, że te same mechanizmy obronne zostały aktywowane po podaniu tych samych leków w mitochondriach hodowanych ludzkich neuronów.
John Auwerx powiedział: “Uważam, że walka z chorobą Alzheimera za pośrednictwem mitochondriów może mieć bardzo duże znaczenie. Pokazaliśmy, że poprzez usprawnienie funkcji mitochondriów można ograniczyć ilość powstających blaszek beta-amyloidu, a tym samym powstrzymać rozwój choroby. Dodatkowo wpływa to korzystnie na poprawę funkcji poznawczych, co ma największe znaczenie w przypadku osób cierpiących z powodu choroby Alzheimera.”
Choć badania potrzebują dokładniejszego potwierdzenia i przeprowadzenia dodatkowych prób klinicznych na ludziach, to już teraz ich wyniki są bardzo obiecujące. Podejście mitochondrialne w terapiach pacjentów cierpiących na chorobę Alzheimera może okazać się prawdziwą rewolucją w tej dziedzinie i pomóc osobom chorym.
