Studiul dezvăluie modul în care tanglele tau se răspândesc între regiunile cerebrale în cazul bolii Alzheimer
Boala Alzheimer este o afecțiune neurodegenerativă progresivă care afectează treptat memoria, abilitățile de gândire și, în cele din urmă, funcționarea zilnică. Aceasta reprezintă cea mai frecventă cauză a demenței, afectând milioane de familii din întreaga lume și având un impact emoțional și economic semnificativ asupra acestora.
În cazul bolii Alzheimer, două proteine esențiale, plăcile extracelulare de amyloid-beta și o proteină intercelulară numită tau, interferează cu comunicarea între celulele creierului, provocând daune și moarte celulară. Pe măsură ce tau devine anormal, formează tangle neurofibrilare și se răspândește prin regiunile critice ale creierului, declanșând moartea celulară și declinul cognitiv specific bolii Alzheimer.
Un studiu publicat în revista Neuron, condus de cercetători de la Universitatea din Alabama la Birmingham, Rush University Medical Center din Chicago, Illinois, și SUNY Upstate Medical Center din Syracuse, New York, oferă noi perspective asupra unei enigme fundamentale a bolii Alzheimer: modul în care tanglele tau se răspândesc dintr-o regiune cerebrală în alta. Descoperirile studiului sugerează că vizarea tau, pe măsură ce se răspândește, poate oferi o cale viabilă pentru a încetini sau a preveni avansarea bolii Alzheimer.
Tau este o proteină asociată microtubulilor, găsită în interiorul neuronilor creierului, care ajută la susținerea structurii interne a acestora. Totuși, în persoanele cu boala Alzheimer, proteinele tau încep să se aglutineze în interiorul celulelor. Aceste tangle se acumulează și afectează funcția neurală, provocând, în cele din urmă, moartea celulară. Cu cât tau se răspândește mai mult, cu atât se înregistrează o pierdere mai mare a memoriei. Însă mecanismul prin care tau călătorește prin rețeaua cerebrală rămâne neclar.
Fragmente mici de tau constituie agregatul din interiorul neuronului și se răspândesc de la neuron la neuron prin creier. Neuronii sunt conectați între ei și comunică prin sinapse. Aceasta le-ar permite să se deplaseze prin creier și să se acumuleze în diferite regiuni ale acestuia, până când ajung în neocortex. Deși aceasta este o teorie, studiul nostru demonstrează că este probabil mecanismul de acțiune pe măsură ce oamenii îmbătrânesc.
Jeremy Herskowitz, profesor de neurologie și neurobiologie la UAB, a afirmat: „Aceasta este o realizare majoră în cercetarea Alzheimer, atât pentru dezvoltarea terapiilor, cât și pentru înțelegerea modului în care funcționează boala.”
Herskowitz și echipa sa au analizat mostre de creier postmortem și date longitudinale de la 128 de participanți din studiul ROSMAP, o cercetare de la Rush University care implică clergii catolici cu vârsta de 65 de ani și peste, care sunt evaluați anual și donează creierul lor după moarte. Participanții aveau o medie de 91 de ani la deces, iar aproape o treime dintre ei aveau demență Alzheimer. Colectarea datelor fMRI și postmortem pentru această cercetare a durat un deceniu.
Cercetătorii au examinat două mostre de creier de la fiecare participant. O mostră provenea din lobul temporal inferior, esențial pentru recuperarea memoriei, iar cealaltă din lobul frontal superior, care susține memoria de lucru și gândirea complexă. De obicei, tau începe să se acumuleze în lobul temporal înainte de a se răspândi în lobul frontal. Această progresie reflectă trecerea de la problemele timpurii de memorie la declinul cognitiv mai avansat.
În cadrul studiului, cercetătorii au integrat multiple tipuri de informații de la participanții ROSMAP. În primul rând, au analizat semințele tau din ambele regiuni cerebrale, alături de datele genetice ale fiecărei persoane, pentru a determina dacă semințele tau au provocat formarea tanglementelor tau. Au folosit o metodă numită randomizare mendeliană, care ajută la determinarea cauzei și efectului.
Datele despre conectivitatea cerebrală, obținute prin imagistica prin rezonanță magnetică funcțională (fMRI) antemortem, au fost utilizate pentru a examina fiecare model unic de conectivitate cerebrală al individului și pentru a evalua dacă diferențele în structura neuronală influențează cantitatea de tanglete semințe tau și cât de departe se răspândesc acestea.
„Am folosit o abordare genetică numită Cauzalitate Mendeliană pentru a concluziona că semințele generate în cortexul temporal au provocat patologia tanglementelor neurofibrilare în neocortex. Cauzalitatea mendeliană pe care am utilizat-o este un algoritm statistic care folosește ADN-ul genomic pe care l-am avut de la fiecare participant, ceea ce ne-a permis să facem această concluzie”, a spus Herskowitz.
Acest studiu reprezintă cea mai amplă investigație a bioactivității semințelor tau în creierele umane de până acum, care nu a fost niciodată asociată cu date fMRI. Rezultatele generale indică descoperiri semnificative. Cercetătorii au descoperit că semințele tau se pot răspândi în principal pe căile naturale de comunicare ale individului. Aceste căi, neuronii, se conectează la sinapse care formează o rețea vastă, variind de la o persoană la alta. Semințele tau par să călătorească pe aceste căi, deplasându-se de la o sinapsă la alta și generând noi tanglete pe parcurs. Pe scurt, conectivitatea unică a creierului fiecărei persoane ajută la determinarea cât de departe și cât de repede avansează patologia tau.
Deși sunt necesare cercetări viitoare pentru a explora complet mecanismele specifice utilizate de semințele tau pentru a se răspândi prin cortexul cerebral prin sinapse, studiul demonstrează clar că diferențele personale în structura neuronală influențează răspândirea patologiei Alzheimer. În ansamblu, aceste descoperiri întăresc potențialul terapeutic al vizării semințelor tau pentru a încetini sau a opri progresia bolii Alzheimer.
Studii clinice anterioare au arătat că tau-ul care călătorește în afara celulei a fost susceptibil la a fi vizat de anticorpi terapeutici. Cu aceste descoperiri recente, motivul succesului anticorpilor este acum cunoscut.
„Anticorpii tau ar opri răspândirea tau dintr-o regiune cerebrală în alta. Dacă oprești această răspândire, ai întârzia sau preveni demența Alzheimer”, a afirmat Herskowitz.
