Creșterea metabolică în hipocamp dezvăluie semnătura precoce a bolii Alzheimer

rezumat: Cercetătorii dezvăluie un stadiu incipient surprinzător în dezvoltarea bolii Alzheimer: metabolismul crescut în hipocamp. Studiind șoarecii care imită boala Alzheimer umană, ei au observat o creștere a metabolismului mitocondrial, urmată de tulburări sinaptice din cauza reciclării celulare afectate.

Aceste descoperiri, care preced formarea plăcilor tipice ale creierului, sugerează că modificările metabolice ar putea servi ca un marker de diagnostic precoce. Această descoperire poate deschide calea pentru intervenții în timp util, folosind medicamente inhibitoare emergente.

Fapte cheie:

1. Un semn precoce al bolii Alzheimer este metabolismul crescut în hipocampul creierului.
2. Înainte de apariția plăcilor cerebrale familiare ale bolii Alzheimer, există modificări metabolice vizibile.
3. Un defect în reciclarea celulelor, cunoscut sub numele de autofagie, joacă un rol crucial în dezvoltarea timpurie a bolii Alzheimer, provocând modificări ale sinapselor.

sursă: Institutul Karolinska

Cercetătorii de la Karolinska Institutet au raportat într-un studiu publicat în jurnal Psihiatrie moleculară. Această descoperire deschide ușa către potențiale noi metode de intervenție timpurie.

Boala Alzheimer este cea mai comună formă de demență și afectează aproximativ 20.000 de persoane în Suedia în fiecare an. Cercetătorii arată acum că o creștere metabolică a mitocondriilor, centralele celulare, este un indicator timpuriu al bolii.

Echipele din spatele acestui studiu au folosit șoareci care au dezvoltat patologia bolii Alzheimer într-un mod similar cu oamenii. Creșterea metabolismului la șoarecii tineri a fost urmată de modificări sinaptice cauzate de perturbarea sistemului de reciclare celulară (un proces cunoscut sub numele de autofagie), descoperire care a câștigat Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină în 2016.

După un timp, rata metabolică din creierul Alzheimer scade de obicei, ceea ce contribuie la deteriorarea sinapselor. Cercetătorii au observat acest lucru și la șoarecii mai în vârstă, care au avut boala mai mult timp.

„Boala începe să se dezvolte cu 20 de ani înainte de apariția simptomelor, așa că este important să o detectăm devreme – mai ales având în vedere medicamentele supresoare care încep să sosească”, spune Per Nilsson, profesor asociat la Departamentul de Neurobiologie și Îngrijire și Științe Comunitare. Institutul Karolinska. „Modificările metabolice pot fi un factor de diagnostic în acest sens.”

Maria Ancarcrona, profesor la aceeași catedra, continuă:

Interesant este că modificările metabolismului pot fi observate înainte ca oricare dintre plăcile caracteristice insolubile să se acumuleze în creier. Bilanțul energetic diferit este în concordanță cu ceea ce am văzut în imaginile creierului Alzheimer, dar acum am detectat aceste schimbări într-un stadiu mai devreme.

Studiul a fost realizat în parteneriat strâns între cele două grupuri de cercetători, deoarece au analizat o parte a creierului șoarecelui numită hipocamp, o structură care joacă un rol important în memoria pe termen scurt și este afectată la începutul procesului patologic.

Prin aplicarea tehnologiei de secvențiere a ARN pentru a identifica genele active în celulele hipocampului în diferite stadii ale bolii, cercetătorii au descoperit că una dintre etapele incipiente ale bolii este creșterea metabolismului mitocondrial.

Cercetătorii au studiat modificările care au apărut apoi în sinapsele dintre celulele nervoase din creier folosind microscopia electronică și alte tehnici și au descoperit că veziculele numite autofagozomi, prin care proteinele consumate sunt descompuse și componentele lor metabolizate, s-au acumulat în sinapse, perturbând acces la Funcționalitate. Proteinele.

Cercetătorii vor studia acum rolul mitocondriilor și autofagiei în dezvoltarea bolii Alzheimer mai detaliat – de exemplu, la șoarecii a căror boală oferă un model mai bun al creierului Alzheimer.

„Aceste constatări evidențiază importanța menținerii mitocondriilor funcționale și a metabolismului proteic normal”, spune dr. Nelson. „De acum înainte, vom putea efectua teste pe șoareci pentru a vedea dacă molecule noi care stabilizează funcția mitocondrială și autofagia pot întârzia boala.”

Finanțare: Studiul a fost finanțat din granturi de la Consiliul Suedez de Cercetare, Fundația suedeză pentru Alzheimer, Fondul pentru creier suedez și prin donații private. Cercetătorii au declarat că nu există conflicte de interese.

Despre știrile din cercetarea bolii Alzheimer

autor: Ursul Nelson
sursă: Institutul Karolinska
comunicare: Per Nilsson – Institutul Karolinska
imagine: Imagine creditată la Neuroscience News

Căutare originală: Acces deschis.
„Hipermetabolismul mitocondrial precede disfuncția autofagică și dereglarea sinaptică la modelele de șoarece ale bolii Alzheimer„De Per Nelson și colab. Psihiatrie moleculară

un rezumat

Hipermetabolismul mitocondrial precede disfuncția autofagică și dereglarea sinaptică la modelele de șoarece ale bolii Alzheimer

Acumularea peptidei beta-amiloid (Aβ) este un factor determinant al bolii Alzheimer (AD). proteina precursoare de amiloid (program) modelele de șoarece knockout recapitulează patologia Ap asociată cu AD, permițând elucidarea efectelor în aval ale acumulării Ap și manifestarea sa temporală la progresia bolii.

Aici am investigat debutul secvenţial al bolilor asemănătoare Alzheimer program^NL-F Și program^NL-GF Șoarecii au fost eliminați prin analiza transcriptomului temporal al hipocampului, o regiune grav afectată în AD. În mod surprinzător, metabolismul energetic a apărut ca una dintre căile cele mai modificate deja într-un stadiu incipient al patologiei.

Experimente funcționale în mitocondriile izolate din hipocampul ambelor program^NL-F Și program^NL-GF Șoarecii au confirmat reglarea în sus a fosforilării oxidative determinată de activitatea complexelor mitocondriale I, IV și V, asociată cu o susceptibilitate mai mare la deteriorarea oxidativă și a calciului.²⁺– Supraîncărcare. Când patologia crește, creierul trece la o stare de hipometabolism cu abundență redusă de mitocondrii la terminalele presinaptice.

Acești șoareci în stadiu avansat au prezentat, de asemenea, zone presinaptice mărite asociate cu acumularea anormală de vezicule sinaptice și autofagozomi, ducând în cele din urmă la autofagie locală afectată la sinapse.

În rezumat, raportăm că există căi induse de Ap program Modelele de șoarece knockout recapitulează patologia majoră observată în creierul Alzheimer, iar datele noastre de aici adaugă o înțelegere cuprinzătoare a patologiei, inclusiv metabolismul și sinapsele dereglate și manifestarea lor în timp pentru a găsi noi abordări terapeutice pentru boala Alzheimer.