Alzheimer και Parkinson: Δύο ασθένειες, ένας κοινός μηχανισμός καταστροφής του εγκεφάλου

Δύο από τις πιο συχνές και καταστροφικές νευροεκφυλιστικές ασθένειες του ανθρώπου, το Alzheimer και το Parkinson, φαίνεται ότι έχουν πολύ περισσότερα κοινά απ’ ό,τι πιστεύαμε. Μια νέα μελέτη από το Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) στην Ιαπωνία αποκάλυψε ότι, παρά το γεγονός πως κάθε ασθένεια οφείλεται σε διαφορετικές πρωτεΐνες, οι δύο καταστρέφουν τα εγκεφαλικά κύτταρα μέσω του ίδιου μοριακού μηχανισμού.

Οι επιστήμονες γνωρίζουν εδώ και δεκαετίες ότι το Alzheimer συνδέεται με τη συσσώρευση της πρωτεΐνης ταυ, ενώ το Parkinson με τη συσσώρευση της α-συνουκλεΐνης (α-synuclein). Και οι δύο αυτές πρωτεΐνες υπάρχουν κανονικά στον εγκέφαλο, ωστόσο σε παθολογικές συνθήκες αρχίζουν να «διπλώνουν» με λάθος τρόπο. Αυτό το λάθος δίπλωμα είναι μεταδοτικό: οι αλλοιωμένες πρωτεΐνες μπορούν να «μολύνουν» τις υγιείς, προκαλώντας μια αλυσιδωτή αντίδραση που θυμίζει τις πρωτεϊνικές ασθένειες.

Αυτό που μέχρι τώρα δεν ήταν σαφές, είναι πώς δύο διαφορετικές πρωτεΐνες μπορούν να οδηγήσουν σε παρόμοια καταστροφή των νευρώνων. Η ομάδα του ερευνητή Dimitar Dimitrov στο OIST ανακάλυψε ότι, αν και οι πρωτεΐνες είναι διαφορετικές, η διαδικασία μέσω της οποίας βλάπτουν τον εγκέφαλο είναι ίδια, μια ανακάλυψη που μπορεί να αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο προσεγγίζουμε τη θεραπεία αυτών των ασθενειών.

Οι ερευνητές καλλιέργησαν νευρώνες από ποντίκια και ανθρώπους στο εργαστήριο και τους πρόσθεσαν «προδιαμορφωμένα ινίδια» (pffs) των δύο πρωτεϊνών — μικρούς σβώλους των λανθασμένα διπλωμένων μορφών τους. Αυτοί οι σβώλοι λειτούργησαν σαν σπόροι, προκαλώντας και τις ίδιες τις πρωτεΐνες των νευρώνων να διπλωθούν λανθασμένα και να συσσωρευτούν, όπως ακριβώς συμβαίνει στον εγκέφαλο των ασθενών.

Δύο εβδομάδες αργότερα, η ομάδα παρατήρησε ότι τόσο η α-συνουκλεΐνη όσο και η του είχαν συσσωρευτεί μέσα στα νευρικά κύτταρα, κυρίως στις συνάψεις, τα μικροσκοπικά «σημεία επαφής» όπου τα νευρικά κύτταρα επικοινωνούν μεταξύ τους. Εκεί, εντόπισαν επίσης υπερβολική ανάπτυξη μικροσωληνίσκων, των πρωτεϊνικών ινών που λειτουργούν ως «σκελετός» των κυττάρων. Η υπερπαραγωγή αυτή δεν οφειλόταν σε αύξηση της γονιδιακής δραστηριότητας, αλλά μάλλον στην αδυναμία των κυττάρων να απομακρύνουν τις παλιές ή αλλοιωμένες πρωτεΐνες.

Η ομάδα παρατήρησε ότι, καθώς αυξάνονταν οι μικροσωληνίσκοι, μια κρίσιμη πρωτεΐνη που ονομάζεται δυναμίνη παγιδευόταν σε αυτά τα δομικά στοιχεία. Η δυναμίνη είναι ζωτικής σημασίας για την ανακύκλωση των μικρών «φυσαλίδων» (vesicles) που μεταφέρουν νευροδιαβιβαστές στις συνάψεις. Όταν αυτή η διαδικασία καθυστερεί ή διακόπτεται, η επικοινωνία μεταξύ των νευρώνων αρχίζει να καταρρέει.

Ταυτόχρονα, οι ερευνητές εντόπισαν αυξημένα επίπεδα της πρωτεΐνης p62, δείκτη ότι η αυτοφαγία (ο φυσικός μηχανισμός καθαρισμού των κυττάρων) δεν λειτουργούσε σωστά. Όταν όμως ενεργοποίησαν τεχνητά την αυτοφαγία, η κατάσταση βελτιώθηκε: οι συσσωρεύσεις μειώθηκαν και οι συνάψεις επανέκτησαν μέρος της λειτουργικότητάς τους.

Η ανακάλυψη αυτή εξηγεί γιατί Alzheimer και Parkinson, αν και εκδηλώνονται με διαφορετικά συμπτώματα (μνήμη και γνωστική έκπτωση στο πρώτο, κινητικές δυσλειτουργίες στο δεύτερο) μπορεί να μοιράζονται κοινές ρίζες. Όπως σημειώνει ο Dimitrov, οι συνάψεις αποτελούν κέντρα επικοινωνίας του εγκεφάλου που εμπλέκονται σε διαφορετικά κυκλώματα: αν επηρεαστούν αυτές που σχετίζονται με τη μνήμη, προκύπτει Alzheimer, ενώ αν επηρεαστούν αυτές που ελέγχουν την κίνηση, προκύπτει Parkinson.

Με άλλα λόγια, ο εγκέφαλος φαίνεται να έχει έναν ευάλωτο «κόμβο» — τη λειτουργία ανακύκλωσης των συνάψεων — που όταν διαταραχθεί, ανοίγει τον δρόμο για πολλές διαφορετικές ασθένειες.

Η μελέτη δεν περιορίζεται απλώς σε μια θεωρητική εξήγηση. Οι ερευνητές εντόπισαν τρεις πιθανές θεραπευτικές στρατηγικές που θα μπορούσαν να λειτουργήσουν και για τις δύο ασθένειες: αποτροπή της συσσώρευσης των παθολογικών πρωτεϊνών, περιορισμός της υπερπαραγωγής μικροσωληνίσκων και διακοπή της αλληλεπίδρασης μεταξύ των μικροσωληνίσκων και της δυναμίνης.

Ο Tomoyuki Takahashi, επίτιμος καθηγητής του OIST και ανώτερος συγγραφέας της μελέτης, τονίζει ότι η κατανόηση αυτού του κοινού μηχανισμού ανοίγει νέους δρόμους για φαρμακευτικές παρεμβάσεις που θα μπορούσαν να επιβραδύνουν ή να σταματήσουν την εξέλιξη τόσο του Alzheimer όσο και του Parkinson.

Η κοινή αυτή βάση ανάμεσα στις δύο πιο διαδεδομένες νευροεκφυλιστικές παθήσεις δείχνει ότι, ίσως, ο δρόμος προς τη θεραπεία τους περνά από τον ίδιο μηχανισμό, απλώς εκδηλώνεται σε διαφορετικά σημεία του εγκεφάλου.

[source]