Wyniki badań przeprowadzonych przez naukowców z Uniwersytetu McGill w Kanadzie opublikowane zostały w prestiżowym czasopiśmie Nature Communications. Wnioskować z nich można, że postęp choroby Alzheimera jest ściśle związany z mechanizmem komórkowym, który odpowiada za upośledzenie transmisji pomiędzy komórkami nerwowymi. Dokładniej chodzi tu o rolę cząsteczek RNA w przekaźnictwie synaptycznym. Naukowcy udowodnili bowiem, że molekuły te w ośrodkowym układzie nerwowym osób cierpiących z powodu tej poważnej choroby neurodegeneracyjnej są znacznie szybciej rozkładane, niż w mózgu osób zdrowych. Ponadto u pacjentów odnotowano niższy poziom białka (określonego jako RBFOX1) odpowiedzialnego za stabilizację RNA.
“Niski poziom białka RBFOX1 jest prawdopodobną przyczyną upośledzenia neurotransmisji u osób chorych na Alzheimera. Zaburzona komunikacja międzyneuronalna jest cechą charakterystyczną tego schorzenia, a nam udało się określić z czego nieprawidłowość ta wynika” – powiedział Hamed S. Najafabadi, adiunkt na Uniwersytecie McGill Zakładu Genetyki Człowieka, który jest jednym z autorów opublikowanych prac.
Pomimo tego, że choroba Alzheimera jest jedną z najbardziej popularnych form demencji u osób starszych, to jednoznaczne określenie mechanizmu jej postępu nie było jak dotąd możliwe. W efekcie nie udało się także opracować żadnej skutecznej strategii leczenia. Badania przeprowadzone na Uniwersytecie McGill pozwoliły na odkrycie elementu tej zagadki i mogą zaowocować nowymi metodami terapii.
Ludzka komórka produkuje tysiące cząsteczek RNA różnego typu. Ponadto każda z molekuł podlega swoistym przemianom, które w efekcie prowadzą do jej degradacji. Równowaga pomiędzy powstawaniem a rozkładem cząsteczek RNA jest czynnikiem determinującym ilość materiału genetycznego znajdującego się w danej komórce. Dotychczas naukowcy wiedzieli stosunkowo mało na temat kontroli degradacji fragmentów RNA, głównie dlatego, iż metody pomiaru w tym przypadku są bardzo kosztowne, a ponadto niemożliwe jest ich wykorzystanie w badaniach ludzkich komórek.
Początkowe badania prowadzone przez Najafabadi pokazały, że rozkład cząsteczek RNA jest związany z powstawaniem wielu chorób. Większość wyników zgromadzonych do tej pory pochodzi jednak tylko z prób klinicznych przeprowadzanych na sztucznie hodowanych modelach linii komórkowych. Zespół Najafabadi wpadł więc na pomysł, aby opracować matematyczną metodę oszacowania tempa degradacji z użyciem dobrze poznanych już technologii genomowych.
W celu sprawdzenia słuszności swojego podejścia, naukowcy z Uniwersytetu McGill podjęli się współpracy z grupami badawczymi Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco (UCSF), prowadzonymi przez Hani Godarziego. Przedstawiciele UCSF przeprowadzili hodowlę komórek w laboratorium oraz zmierzyli stopień degradacji RNA stosując konwencjonalne metody. W tym samym czasie zespół prowadzony przez Najafabadi oszacował tempo tego rozkładu przy użyciu metody matematycznej. Wyniki obu prób zostały następnie ze sobą skorelowane i odpowiednio dopasowane.
Kolejnym etapem badań było zastosowanie opracowanej metody matematycznej w analizie tkanek mózgu osób, które zmarły z powodu choroby Alzheimera oraz osób zdrowych, zmarłych z przyczyn naturalnych. Otrzymane wyniki potwierdziły, że u osób chorych dochodzi do znacznie szybszej degradacji cząsteczek RNA oraz, że w ich mózgu białko RBFOX1 znajduje się na stosunkowo niższym poziomie.
