Wczesne stadia chorób neurodegeneracyjnych charakteryzują się akumulacją białek w odrębnych populacjach komórek mózgowych i zwyrodnieniem tych komórek. W przypadku większości chorób ten selektywny wzór podatności jest niewyjaśniony, a mimo to może dostarczyć istotnego wglądu w mechanizmy patologiczne.

Chorobę Alzheimera (AD), wiodącą na świecie przyczynę demencji, definiuje się na podstawie pojawienia się dwóch charakterystycznych zmian patologicznych, płytek amyloidowych (zewnątrzkomórkowych agregatów peptydów Aβ) i splotów neurofibrylarnych (wewnątrzkomórkowych agregatów hiperfosforylowanego tau, NFT). Chociaż blaszki są szeroko rozpowszechnione w korze nowej i hipokampie, NFT mają dobrze zdefiniowany regionalny wzór, który zaczyna się w głównych neuronach kory śródwęchowej.

W nowym badaniu przeprowadzonym przez Chobanian & Avedisian School of Medicine na Uniwersytecie Bostońskim naukowcy zidentyfikowali gen, który ich zdaniem może prowadzić do zwyrodnienia neuronów najbardziej podatnych na chorobę Alzheimera.

„Próbujemy zrozumieć, dlaczego niektóre neurony w mózgu są szczególnie wrażliwe we wczesnych stadiach choroby Alzheimera. Nie wiadomo, dlaczego gromadzą się i ulegają degeneracji na bardzo wczesnym etapie. Wierzymy, że wyjaśnienie tej podatności umożliwiłoby wytyczenie nowej drogi terapeutycznej w przypadku AD” – stwierdził korespondent. autor dr Jean-Pierre Roussarie, adiunkt anatomii i neurobiologii w szkole.

We współpracy z czołowymi ekspertami w dziedzinie genomiki obliczeniowej z Rice University badacze z BU wraz z współautorką do korespondencji, dr Patricią Rodriguez-Rodriguez z Instytutu Karolinska, wykorzystali najnowocześniejsze narzędzia analityczne wykorzystujące uczenie maszynowe, aby zidentyfikować gen DEK jako prawdopodobnie odpowiedzialny za wrażliwość neuronów kory śródwęchowej.

Wstrzyknęli wirusy do kory śródwęchowej modeli eksperymentalnych i neuronów hodowanych w laboratorium, aby manipulować poziomami genu DEK. Kiedy obniżyli poziom genu DEK, wrażliwe neurony zaczęły gromadzić tau i ulegać degeneracji.

Według naukowców zapobieganie zwyrodnieniu tych neuronów poprzez celowanie w DEK lub białka współpracujące z DEK zapobiegłoby utracie pamięci u pacjentów i ograniczyłoby chorobę, zanim rozprzestrzeni się ona na większe obszary mózgu. „Biorąc pod uwagę, że neurony kory śródwęchowej są niezbędne do tworzenia nowych wspomnień oraz że są one tak bezbronne i umierają jako pierwsze, wyjaśnia to, dlaczego pierwszym objawem AD jest niezdolność do tworzenia nowych wspomnień” – stwierdziła Roussarie.

Naukowcy uważają, że te odkrycia stanowią pierwszy krok w zrozumieniu, w jaki sposób umierają te delikatne neurony, mają jednak nadzieję odkryć dodatkowe geny, aby w pełni zrozumieć, co prowadzi do śmierci krytycznych neuronów tworzących pamięć.

Wyniki badań publikowane są w czasopiśmie Mózg.