Białkowa tarcza w mózgu

Proteina REST chroni przed chorobą Alzheimera

Alzheimer i inne choroby demencyjne są prawdziwą plagą ludzkości. Nie ma na nie skutecznego leku. Naukowcy starają się zrozumieć mechanizmy tej dżumy XXI stulecia, jak nazwał alzheimera premier Wielkiej Brytanii David Cameron. Ostatnio osiągnęli znaczące sukcesy.

Wiadomo, że chorobę powodują specyficznie, „błędnie” pofałdowane białka, blaszki amyloidowe, zwane też płytkami starczymi, które odkładają się w ścianach naczyń krwionośnych, oraz splątki białka tau w komórkach nerwowych mózgu. Przekazywanie sygnałów przez neurony zostaje zablokowane. Obecnie dostępne lekarstwa mogą tylko nieco opóźnić ten przerażający proces umierania osobowości.

Dlaczego nie wszyscy chorują?

Jak to się dzieje, że jedni zapadają na alzheimera, a drudzy zachowują sprawność umysłową nawet w wieku 100 lat? Dlaczego niektórzy pozostają zdrowi, chociaż w ich mózgach także rozprzestrzeniły się wadliwe białka? Badacze od ponad wieku usiłują rozwiązać tę zagadkę.

Amerykańscy naukowcy z zespołu badawczego pod kierunkiem profesora genetyki i neurologii Bruce’a Yanknera z Harvard Medical School doszli ostatnio do wniosku, że komórki mózgowe chroni przed proteinami demencji białko zwane REST. Wiadomo, że przyczynia się ono do wzrostu mózgu podczas rozwoju embrionalnego, aktywując odpowiednie geny. Panował pogląd, że po narodzinach człowieka REST nie odgrywa już większej roli.

Eksperci z Harvardu odkryli jednak, że w starzejących się, ale zdrowych mózgach proteina ta działa jak skuteczna tarcza – pobudza do działania geny zapewniające ochronę przed białkami powodującymi alzheimera, blokuje też geny doprowadzające do śmierci neuronów. O swoim osiągnięciu naukowcy poinformowali na łamach magazynu „Nature”.

Dociekliwi badacze przeprowadzili eksperymenty z kulturami komórkowymi w laboratorium. Okazało się, że neurony, w których jądrach komórkowych nie ma białka REST, są znacznie mniej odporne na działania szkodliwych substancji. Przeprowadzono też doświadczenia na nicieniach Caenorhabditis elegans oraz na zmienionych genetycznie myszach. Gryzonie zmodyfikowano w ten sposób, że ich mózgi nie wytwarzały białka REST. „Gdy myszy były młode, miały się dobrze. Kiedy jednak się zestarzały, neurony zaczęły ginąć w tych obszarach mózgu, w których umierają w chorobie Alzheimera”, stwierdził Bruce Yankner. Te obszary to hipokamp, w którym pamięć krótkookresowa jest przetwarzana w długookresową, oraz kora mózgowa tworząca świadomość. Oprócz tego naukowcy przeanalizowali mózgi kilku tysięcy zmarłych pacjentów, przeważnie takich, których procesy starzenia lekarze monitorowali przez wiele lat.

Okazało się, że w neuronach 20-, 35-latków znajdowały się tylko minimalne ilości REST, podczas gdy w mózgach ludzi starszych, w wieku od 73 do 106 lat, wykryto znacznie więcej tego białka – przy czym ilość REST wzrastała z wiekiem.

Inaczej rzecz się miała w przypadku pacjentów cierpiących na choroby demencyjne. W mózgach osób starszych z lekkim otępieniem znajdowało się znacznie mniej białka REST niż u ludzi zdrowych. W mózgach osób z alzheimerem tej zbawiennej proteiny znaleziono niewiele. Natomiast w jądrach komórkowych neuronów ludzi, którzy mieli w mózgach płytki starcze, ale pozostali zdrowi, poziom białka REST okazał się trzy razy wyższy niż w przypadku tych, którzy zachorowali na alzheimera. Prof. Yankner zwraca uwagę, że poziom REST i utrata pamięci pozostają w ścisłej korelacji. „Kiedy mózg jest szczególnie narażony? W fazie embrionalnej, w której utrata neuronów ma fatalne skutki, oraz w starszym wieku, gdy organ ten jest atakowany przez wolne rodniki tlenowe i wywołujące demencję białka”, wskazuje naukowiec z Harvardu. Organizm stworzył więc system chroniący mózg. W skład tego systemu wchodzą proteiny REST.

Wielkie nadzieje

Elektryzujące odkrycie międzynarodowi naukowcy przyjęli z nadzieją i uznaniem. Prof. Thorsten Hoppe z instytutu genetyki ośrodka badań procesów starzenia uniwersytetu w Kolonii uznał dane z Harvardu za przekonujące. Jeśli zostaną potwierdzone, będzie można przyjąć, że wreszcie znamy najważniejszy mechanizm powstawania alzheimera i innych chorób neurodegeneracyjnych.

Nie można wykluczyć, że w przyszłości choroba Alzheimera będzie skutecznie leczona poprzez zwiększenie ilości proteiny REST w komórkach mózgowych za pomocą odpowiednio dobranych lekarstw. Ponadto określanie poziomu tego białka może umożliwić wczesne rozpoznanie choroby. Ale droga do sukcesu jest jeszcze daleka. Na razie nie ma sposobu mierzenia ilości białka REST w jądrach komórkowych neuronów osób żywych.

Szefowie państw i ministrowie zdrowia zachęcają naukowców do wytężonej pracy. „Jeszcze nigdy problem demencji nie miał tak wysokiego priorytetu politycznego jak obecnie”, podkreślił magazyn „Lancet Neurology”. O kwestii chorób demencyjnych dyskutowali przywódcy G8 podczas ostatniego szczytu w Londynie. Na badanie choroby Alzheimera i poszukiwanie nowych lekarstw przeznaczane są setki milionów dolarów.

„Choroby demencyjne są globalnym wyzwaniem”, stwierdziła przewodnicząca Światowej Organizacji Zdrowia (WHO), Margaret Chan. Obecnie cierpi na nie 44 mln ludzi, z tego 35 mln jest dotkniętych alzheimerem (w Polsce ok. 200 tys.). Według szacunków organizacji Alzheimer Disease International (ADI), w 2050 r. cierpiących na demencję będzie aż 135 mln. Przyczynia się do tego rosnąca długość życia, być może także niewłaściwa, obfitująca w tłuszcz dieta i inne nieznane czynniki. Alzheimer niszczy zazwyczaj ludzi powyżej 65. roku życia.Osoby opiekujące się chorymi, często przez całą dobę, przechodzą piekło i zapadają na ostre depresje. Koszty leczenia i opieki mogą za kilkanaście lat wysadzić w powietrze państwowe budżety. Już teraz oceniane są na ponad 430 mld euro rocznie. Każde odkrycie witane jest więc z nadzieją.

Znaki we krwi

Wykrycie choroby Alzheimera jest możliwe przede wszystkim poprzez kosztowne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego. Badania zazwyczaj przeprowadzane są dopiero wtedy, gdy choroba czyni spustoszenia i jej objawy są widoczne. Amerykańscy naukowcy z zespołu Marka Mapstone’a, neuropsychologa z University of Rochester Medical Center, zidentyfikowali we krwi 10 lipidów, których obecność pozwala wykryć alzheimera dwa-trzy lata przed wystąpieniem pierwszych objawów. O tym odkryciu poinformował w marcu magazyn „Nature Medicine”. Trafność nowej metody wynosi 90%. Naukowcy mają nadzieję, że w przyszłości będą wykrywać alzheimera 10, a może 20 lat przed wystąpieniem objawów.

Badacze przez pięć lat obserwowali 525 osób w wieku powyżej 70 lat. Potem porównali dane 53 pacjentów cierpiących na alzheimera lub łagodniejsze choroby demencyjne z danymi 53 osób zdrowych. Okazało się, że krew chorych zawsze zawierała 10 biomarkerów. Z pewnością to ważne, bezprecedensowe odkrycie, jednak wielu specjalistów pozostaje sceptycznych. Alzheimer tworzy się kilka dziesięcioleci przed wystąpieniem symptomów – czy wykryte biomarkery są już obecne w tak wczesnej fazie, nie wiadomo. Nawet jeśli ta metoda jest skuteczna, cóż może pomóc wobec braku leków? Czy chory poczuje się lepiej, gdy usłyszy, że za dwa lata zacznie tracić pamięć?