Μελέτη: Η εξάπλωση του Αλτσχάιμερ οφείλεται σε ένα γονίδιο - Ανοίγει ο δρόμος για νέες θεραπείες

Ένα γονίδιο που μέχρι σήμερα ήταν γνωστό κυρίως για τον ρόλο του στη μνήμη ίσως κρύβει ένα σημαντικό κομμάτι του παζλ πίσω από την εξάπλωση της νόσου αλτσχάιμερ στον εγκέφαλο. Νέα μελέτη αποκαλύπτει ότι το γονίδιο Arc φαίνεται να λειτουργεί σαν «μεταφορέας», βοηθώντας μια παθολογική πρωτεΐνη που σχετίζεται με τη νόσο να περνά από νευρικό κύτταρο σε νευρικό κύτταρο.

Η πρωτεΐνη που σχετίζεται με τη μνήμη και βρέθηκε στο επίκεντρο 

Οι επιστήμονες επικεντρώθηκαν στην πρωτεΐνη tau, μία από τις βασικές αιτίες της νόσου Αλτσχάιμερ και άλλων νευροεκφυλιστικών παθήσεων. Σε φυσιολογικές συνθήκες, η tau συμβάλλει στη σταθερότητα των νευρικών κυττάρων. Όμως με την πάροδο του χρόνου ή κατά την εξέλιξη ορισμένων ασθενειών, μπορεί να υποστεί αλλαγές, να παραμορφωθεί και να αρχίσει να δημιουργεί τοξικές συσσωρεύσεις μέσα στον εγκέφαλο.

Τα τελευταία χρόνια, αρκετές μελέτες έχουν δείξει ότι αυτή η προβληματική μορφή της tau δεν παραμένει περιορισμένη σε ένα σημείο. Αντίθετα, φαίνεται να εξαπλώνεται από κύτταρο σε κύτταρο, σαν μια αλυσιδωτή διαδικασία που σταδιακά επηρεάζει όλο και περισσότερες περιοχές του εγκεφάλου. Αυτό θεωρείται ένας από τους λόγους που τα συμπτώματα της νόσου επιδεινώνονται με τον χρόνο.

Πώς η tau φαίνεται να ταξιδεύει από κύτταρο σε κύτταρο 

Μέχρι σήμερα, οι επιστήμονες δεν γνώριζαν ακριβώς πώς γίνεται αυτή η μεταφορά. Η νέα έρευνα προτείνει ως κρίσιμο κρίκο της διαδικασίας το Arc, ένα γονίδιο που είναι γνωστό επειδή συμμετέχει στη μάθηση και στην εδραίωση της μνήμης. Όμως έχει και μια πολύ ασυνήθιστη ιδιότητα: η πρωτεΐνη που παράγει μπορεί να σχηματίζει δομές που θυμίζουν μικροσκοπικά ιικά σωματίδια. Οι ερευνητές υποψιάστηκαν ότι αυτή η ιδιαίτερη συμπεριφορά μπορεί να παίζει ρόλο και στη μεταφορά της tau.

Για να εξετάσουν την υπόθεση, πραγματοποίησαν σειρά πειραμάτων σε καλλιέργειες νευρικών κυττάρων, σε γενετικά τροποποιημένα ποντίκια αλλά και σε εγκεφαλικό ιστό ανθρώπων που είχαν πεθάνει με διάγνωση Αλτσχάιμερ. Η ομάδα επικεντρώθηκε σε μικροσκοπικά «πακέτα» που απελευθερώνουν τα κύτταρα, γνωστά ως εξωκυτταρικά κυστίδια. Τα κυστίδια αυτά λειτουργούν σαν μικρά βιολογικά δέματα, μεταφέροντας πρωτεΐνες και άλλα μόρια από κύτταρο σε κύτταρο. 

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η πρωτεΐνη Arc βοηθά στην τοποθέτηση της tau μέσα σε αυτά τα μικροσκοπικά πακέτα. Όταν οι ερευνητές αφαίρεσαν γενετικά το Arc από πειραματόζωα, τα επίπεδα tau μέσα στα κυστίδια μειώθηκαν σημαντικά. Το πιο εντυπωσιακό εύρημα ήταν ότι η μετάδοση της tau μεταξύ νευρικών κυττάρων σχεδόν εξαφανίστηκε, όταν απουσίαζε το Arc. Με απλά λόγια, χωρίς αυτό το γονίδιο, η παθολογική πρωτεΐνη έχανε μεγάλο μέρος της ικανότητάς της να «ταξιδεύει» μέσα στον εγκέφαλο.

Arc και tau: μια απρόσμενη σύνδεση

Οι επιστήμονες διαπίστωσαν επίσης ότι το Arc δεν φαίνεται απλώς να συνοδεύει την tau, αλλά συνδέεται απευθείας μαζί της. Η σύνδεση μάλιστα ήταν ισχυρότερη όταν η tau είχε ήδη υποστεί τις παθολογικές αλλαγές που παρατηρούνται στη νόσο Αλτσχάιμερ. Εξετάζοντας ανθρώπινο εγκεφαλικό ιστό, οι ερευνητές βρήκαν ότι υψηλότερα επίπεδα Arc συνδέονταν με υψηλότερα επίπεδα παθολογικής tau στα εξωκυτταρικά κυστίδια. Αυτό δεν αποδεικνύει ότι το Arc προκαλεί τη νόσο, αλλά ενισχύει την ιδέα ότι συμμετέχει ενεργά στην εξάπλωση της βλάβης. Παράλληλα, εμφανίστηκε και ένα ενδιαφέρον παράδοξο. Όταν απουσίαζε το Arc, περισσότερη tau παρέμενε παγιδευμένη μέσα στα κύτταρα. Σε πρώιμα στάδια, αυτό συνδέθηκε με ελαφρώς μεγαλύτερη κυτταρική βλάβη. Με άλλα λόγια, η πρωτεΐνη ίσως έχει δύο αντίθετους ρόλους. Από τη μία πλευρά μπορεί να βοηθά τα κύτταρα να απομακρύνουν τοξικές πρωτεΐνες από το εσωτερικό τους. Από την άλλη όμως, αυτή η διαδικασία ίσως διευκολύνει τη μεταφορά της βλάβης σε γειτονικά κύτταρα. Το εύρημα αυτό αναδεικνύει πόσο πολύπλοκες είναι οι διαδικασίες που συμβαίνουν στον εγκέφαλο. Ένας μηχανισμός που αρχικά μπορεί να λειτουργεί προστατευτικά ίσως αργότερα συμβάλλει στην εξέλιξη της νόσου.

Γιατί η ανακάλυψη μπορεί να επηρεάσει τις μελλοντικές θεραπείες 

Τα αποτελέσματα αποκτούν ιδιαίτερη σημασία και για τις θεραπευτικές προσπάθειες που βρίσκονται σε εξέλιξη. Αρκετές πειραματικές θεραπείες προσπαθούν να μπλοκάρουν την tau με αντισώματα. Ωστόσο, αν η πρωτεΐνη κρύβεται μέσα σε προστατευτικά κυστίδια, ίσως να μην είναι εύκολο να την προσεγγίσουν τα φάρμακα.  Η ανακάλυψη προσφέρει μια νέα οπτική για το πώς μπορεί να εξαπλώνεται η νόσος Αλτσχάιμερ στον εγκέφαλο. Και ίσως ανοίγει τον δρόμο για μελλοντικές θεραπείες που δεν θα στοχεύουν μόνο τις τοξικές πρωτεΐνες, αλλά και τα ίδια τα «οχήματα» που χρησιμοποιούν για να εξαπλωθούν.