Cercetătorii au identificat un mecanism natural de protecție împotriva Alzheimer. Degradarea poate favoriza apariția bolii

O echipă de cercetători de la Pennsylvania State University a identificat o structură microscopică din interiorul celulelor nervoase care controlează ce substanțe sunt absorbite din mediul înconjurător. Potrivit noului studiu, degradarea acestei structuri ar putea juca un rol important în apariția bolii Alzheimer și ar putea deschide noi direcții pentru dezvoltarea unor tratamente.

O structură microscopică din creier ar putea schimba cercetările despre Alzheimer

Rezultatele cercetării au fost publicate în revista Science Advances și indică faptul că structura, denumită „membrane-associated periodic skeleton” (MPS), funcționează ca un mecanism de control al absorbției de nutrienți, molecule de semnalizare și alte substanțe din jurul neuronilor, conform Newsweek.

Macromolecular scientist Mamta Bhatt, autoare și specialistă în domeniu, consideră că această descoperire schimbă perspectiva asupra cercetării bolii Alzheimer. În opinia sa, accentul nu mai este pus exclusiv pe procesele care deteriorează creierul, ci și pe mecanismele naturale prin care acesta se protejează, se repară și se regenerează.

Bhatt compară MPS cu un sistem microscopic de securitate prezent în fiecare celulă nervoasă. Ea explică faptul că, atunci când aceste mecanisme de protecție încep să se degradeze, procesele nocive se pot accelera, iar înțelegerea modului în care pot fi conservate aceste sisteme naturale ar putea deveni la fel de importantă ca dezvoltarea unor noi medicamente.

Endocitoza este esențială pentru procese precum învățarea, memoria și întreținerea normală a celulelor

MPS este alcătuită din inele repetate de proteine și era cunoscută până acum în principal pentru rolul său în menținerea formei neuronilor. Noul studiu arată însă că această structură reglează aproape toate formele majore de endocitoză, procesul prin care celulele nervoase absorb substanțe din lichidul care le înconjoară.

Endocitoza este esențială pentru procese precum învățarea, memoria și întreținerea normală a celulelor. Ruobo Zhou, profesor asistent la Pennsylvania State University și autorul principal al studiului, a explicat că cercetătorii încearcă de mulți ani să înțeleagă mecanismele moleculare care controlează acest proces, deoarece el este asociat cu bolile neurodegenerative.

Echipa a utilizat o tehnologie capabilă să observe structuri de aproximativ 10.000 de ori mai mici decât grosimea unui fir de păr uman

Pentru a analiza funcționarea neuronilor, echipa a utilizat microscopie de super-rezoluție, o tehnologie capabilă să observe structuri de aproximativ 10.000 de ori mai mici decât grosimea unui fir de păr uman.

Experimentele au fost realizate pe neuroni crescuți în laborator, în vase Petri. Cercetătorii au urmărit proteinele din interiorul celulelor și au deteriorat intenționat structura MPS.

În urma acestei intervenții, neuronii au început să absoarbă substanțe mult mai rapid decât în mod normal, ceea ce arată că MPS are rolul de a încetini și limita acest proces.

Studiul a mai evidențiat existența unui mecanism de tip feedback. O absorbție accelerată slăbește și mai mult structura MPS, iar acest lucru activează semnale care fragmentează componente ale acesteia și creează noi puncte prin care substanțele pot pătrunde în celulă.

Cercetătorii au modificat genetic neuronii astfel încât să producă niveluri mai ridicate ale proteinei precursoare amiloide

Pentru a analiza conexiunea cu boala Alzheimer, cercetătorii au modificat genetic neuronii astfel încât să producă niveluri mai ridicate ale proteinei precursoare amiloide (APP), unul dintre markerii caracteristici ai bolii.

Rezultatele au arătat că neuronii cu MPS deteriorată absorb APP mai rapid. Odată ajunsă în interiorul celulei, această proteină este transformată în beta-amiloid 42, un fragment toxic asociat cu dezvoltarea bolii Alzheimer.

Neuronii cu structura MPS afectată au acumulat cantități mai mari din această proteină toxică și au prezentat un nivel crescut de moarte celulară.

Potrivit lui Ruobo Zhou, atunci când procesul de endocitoză nu mai funcționează normal, în creier se acumulează agregate proteice, unul dintre semnele caracteristice ale bolilor neurodegenerative precum Alzheimer și Parkinson.

Cercetătorii atrag atenția că structura MPS se degradează în mod natural odată cu înaintarea în vârstă și în timpul unor boli neurologice. În opinia lor, această degradare poate alimenta un cerc vicios, favorizând acumularea de beta-amiloid și deteriorarea suplimentară a structurii neuronale.

Din acest motiv, stabilizarea MPS ar putea reprezenta o nouă strategie pentru încetinirea proceselor neurodegenerative. Mamta Bhatt consideră că rezultatele studiului ridică și întrebări privind influența unor factori precum somnul, alimentația, sănătatea metabolică, stresul cronic și inflamația asupra capacității creierului de a se proteja pe măsură ce înaintează în vârstă. Potrivit acesteia, combinarea cercetărilor de ultimă generație cu înțelegerea acestor procese fundamentale ar putea contribui la îmbunătățirea sănătății creierului pe termen lung.