Alzheimers sjukdom är den vanligaste formen av demens och ett av den moderna neurovetenskapens huvudmysterier. Trots årtionden av forskning är många aspekter av exakt hur denna neurodegenerativa sjukdom förstör hjärnan fortfarande oklara. Traditionellt ansågs sjukdomen, som drabbar minst 10 miljoner människor världen över, enligt Världshälsoorganisationen, utvecklas i etapper genom inflammation, celldöd och uppbyggnad av proteiner i plack. Alla dessa processer leder till försämring av minne, beteende och tänkande. Nu har ett team av forskare från Allen Institute i Seattle (USA) och andra institutioner upptäckt att sjukdomen förstör hjärnan i två steg – den första fasen inträffar obemärkt, innan symtomen uppträder, och den andra kännetecknas av direkt förstörelse av hjärnan. hjärnan.
Innehåll
- 1 Två stadier som förstör hjärnan
- 2 Skador på hämmande neuroner
- 3 Multimodal kartläggning och hjärnskada
- 4 Vad härnäst?
Två stadier som förstör hjärnan
Arbetet, som nyligen publicerades i tidskriften Nature Neuroscience, ger revolutionerande insikter i exakt hur Alzheimers sjukdom fortskrider och vilka hjärnceller som är mest sårbara för det. Genom att analysera prover av hjärnvävnad som erhållits postmortem från donatorer med en bekräftad diagnos, fann forskargruppen att sjukdomen fortskrider i två distinkta stadier.
Det första steget (fasen)karaktäriseras genom en långsam ökning av inflammationen. Detta innebär att den gradvisa ökningen av inflammatoriska processer i hjärnan sker obemärkt, utan manifestation av symtom som nedsatt minne och tänkande. Det är anmärkningsvärt att den första fasen endast påverkar vissa celler – hämmande neuroner (vi pratar om dem senare).
Snabb hjärnskada inträffari det andra stadiet av sjukdomenoch åtföljs av manifestationen av symtom genom ackumulering av beta-amyloidplack och neurofibrillära härvor av tau-protein i hjärnan (kom ihåg att beta-amyloidplack avbryter aktiviteten som upprätthåller hjärncellernas normala funktion och ansamlingar av tau-protein inuti neuroner dödar celler). Dessa processer förstör neurala kretsar och leder till förlust av kognitiv funktion.
Mer om ämnet: Alzheimers sjukdom kan drabba även 19-åringar – här är beviset
Skador på hämmande neuroner
Teamet analyserade den genetiska aktiviteten hos individuella celler extraherade från den mellersta temporala gyrusen, ett område av hjärnan som är starkt involverat i språkbehandling och semantiskt minne. Totalt studerades prover på mer än 3,4 miljoner cellkärnor från 84 donatorer med Alzheimers sjukdom i olika stadier. Medelåldern för donatorerna var 88 år, av vilka 51 var kvinnor och 33 män.
Istället för att jämföra de analyserade vävnaderna med de hos friska personer, utvärderade teamet donatorernas kvantitativa neuropatologi och rankade dem på en skala över pseudoprogression av sjukdomen – ät sedan när symtom och hjärnskador utvecklas – och utveckladesen multimodal karta över hjärnceller vid Alzheimers sjukdomsom återspeglar den genetiska och cellulära kronologin av förändringar genom hela sjukdomen.
På detta sätt kunde forskare identifiera specifika typer av celler som är de första att drabbas av denna form av demens – den så kalladehämmande sjukdomen neuroner, som spelar en nyckelroll i att reglera hjärnaktivitet genom att inaktivera eller tysta andra neuroner. Detta är den mest spännande delen av upptäckten: Tidigare fokuserade den mesta forskningen på excitatoriska neuroner (hjärnceller som aktiverar andra neuroner).
Vill du hålla dig uppdaterad med de senaste upptäckterna inom vetenskap och teknik? Prenumerera på vår kanal på Telegram – så att du definitivt inte missar något intressant!
Resultaten av analysen visade att specifik skada på hämmande neuroner i det första stadiet av Alzheimers sjukdom stör neurala kretsar, vilket bidrar till allvarliga hjärnskador i det andra steget. Upptäckten kommer att göra det möjligt att diagnostisera sjukdomen innan symtom uppträder och att utveckla nya terapeutiska strategier och läkemedel som syftar till att förhindra eller bromsa utvecklingen av sjukdomen till irreversibel hjärnskada.
Multimodal kartläggning och hjärnskada
h2>
Skapandet av en multimodal karta över hjärnceller (eller en atlas som kallas Seattle Alzheimers sjukdom Brain Cell Atlas (SEA-AD)) har gett en omfattande förståelse för vilka celltyper som är mest sårbara och exakt var i vävnadens mikrostruktur de finns. Upptäckten möjliggjordes genom att kombinera olika typer av data (genomisk, transkriptomisk, epigenomisk och rumslig).
Intressant nog, i den första fasen av sjukdomsutveckling, aktivering av mikroglia – hjärnans immunceller och reaktiva astrocyter – observeras också. Å ena sidan betyder det att hjärnan försöker skydda sig från initiala skador, å andra sidan innebär det en möjlig ökning av inflammation och ytterligare skador på neuroner.
I den andra, snabbare fasen av sjukdomen inträffar en exponentiell ökning av patologin. Detta innebär att ansamlingen av beta-amyloidplack och neurofibrillära härvor av tau-protein leder till allvarliga neuronala skador och djupgående förlust av kognitiv funktion. Det andra stadiet av sjukdomen kännetecknas också av förlusten av excitatoriska neuroner och andra typer av hämmande neuroner.
Du kanske är intresserad: Forskare har identifierat fyra typer av Alzheimers sjukdom
Att förstå att Alzheimers sjukdom fortskrider i två distinkta stadier och att identifiera de celltyper som påverkas i varje stadium ger nya möjligheter att utveckla riktade terapeutiska strategier. Till exempel kan behandlingar som syftar till att minska inflammation och skydda tidiga hämmande neuroner bromsa eller förhindra ytterligare utveckling av sjukdomen.
Fynden förändrar i grunden vår förståelse av hur Alzheimers sjukdom skadar hjärnan och bidrar till utvecklingen av nya behandlingar för denna neurodegenerativa sjukdom, säger Richard Hodes, chef för National Institute on Aging (NIH), som inte var involverad i studien.< /p>
Det är viktigt att de data som erhållits i den nya studien bekräftades i andra stora studier, vilket stärker tillförlitligheten och betydelsen av det nya vetenskapliga arbetet. Allteftersom tekniken går framåt ökar alltså förmågan att studera en av de svåraste att förstå neurodegenerativa sjukdomarna.
Moderne metoder för genomsekvensering och rumslig transkriptomik gör det möjligt för forskare att kartlägga förändringar i hjärnan på cellnivå och identifiera tidigare okända faser av sjukdomen, tillsammans med nya potentiella «mål" #187; för intervention och terapi.
Missa inte: Låga temperaturer kan hjälpa dig att leva längre och bota Alzheimers
Vad händer härnäst?
Resultaten av den nya studien är ett betydande steg framåt för att förstå Alzheimers sjukdom, och skapandet av en multimodal karta gör det möjligt för forskare att se en mer komplett bild av hur sjukdomen påverkar hjärnan på mikronivå. Även om mycket arbete återstår, särskilt när det gäller att utveckla nya behandlingar, för forskning som denna oss närmare att reda ut mysterierna med denna komplexa sjukdom och öppnar nya vägar för intervention.
Nu när forskarna har en tydligare förståelse för vilka celltyper och processer som är involverade i de tidiga stadierna av sjukdomen, blir nästa steg att utveckla diagnostiska verktyg för att upptäcka dessa förändringar hos levande patienter. Ett sådant tillvägagångssätt kan inkludera utvecklingen av biomarkörer eller avbildningstekniker som kan upptäcka tidig inflammation eller förlust av hämmande neuroner. Terapeutiska strategier som syftar till att bevara hämmande neuronfunktion kan också vara lovande.
Alzheimers sjukdom är ett av de allvarligaste medicinska problemen. Sjukdomen, som först beskrevs 1907 av den tyske psykiatern Alois Alzheimer, har inget botemedel, men forskarna hoppas att de förr eller senare kommer att kunna besegra den. Framgång i kampen mot sjukdomen kräver naturligtvis gemensamma ansträngningar från forskare från olika vetenskaps- och medicinområden. Att utöka offentligt tillgängliga resurser, som den nya multimodala kartan, underlättar kunskapsdelning och påskyndar framsteg på området.
Visste du att upprepade negativa tankar har kopplats till Alzheimers sjukdom? Detaljer kan läsas här!
Även om forskare och läkare har en lång väg kvar att gå, för resultaten av en ny studie oss närmare den dag då Alzheimers sjukdom blir ett behandlingsbart eller till och med förebyggbart tillstånd. Att förstå hur det utvecklas på cellnivå öppnar dörren till nya möjligheter och inspirerar till optimism om hälsosamt åldrande.