Cercetătorii au descoperit o structură necunoscută până acum în creierul persoanelor cu Alzheimer. Descoperirea poate deschide noi direcții de tratament.
Boala Alzheimer ar putea ascunde un mecanism esențial care a trecut neobservat timp de decenii. O echipă de cercetători din Statele Unite a identificat o structură patologică nouă în creierul persoanelor cu Alzheimer și în modele experimentale de boală. Descoperirea schimbă perspectiva asupra modului în care evoluează neurodegenerarea și deschide o direcție nouă pentru dezvoltarea viitoarelor tratamente.
Studiul a fost publicat în revista Nature Neuroscience.
Până acum, boala Alzheimer a fost asociată în principal cu două modificări caracteristice: acumularea de plăci de beta-amiloid și agregarea proteinei tau. Noul studiu descrie însă o a treia categorie de leziuni, denumită plăci mitocondriale.
Aceste structuri apar din acumularea unor mitocondrii deteriorate pe care celulele nervoase nu mai reușesc să le elimine. Mitocondriile reprezintă sursa principală de energie a celulei, iar funcționarea lor corectă este esențială pentru activitatea neuronilor.
Autorii spun că plăcile mitocondriale reprezintă o caracteristică patologică necunoscută până acum a bolii Alzheimer.
Echipa a analizat creiere provenite de la șoareci modificați genetic pentru dezvoltarea bolii Alzheimer și probe de țesut cerebral uman obținute postmortem.
Pentru prima dată, cercetătorii au urmărit direct procesul prin care celulele elimină mitocondriile defecte. Metoda a folosit un marker fluorescent sensibil la aciditate, denumit Keima, care permite diferențierea mitocondriilor funcționale de cele aflate în degradare.
Analiza a arătat că plăcile mitocondriale pot apărea independent sau împreună cu plăcile de beta-amiloid.
Pe măsură ce boala avansează, cele două tipuri de depozite se suprapun din ce în ce mai mult.
În mod normal, celulele elimină mitocondriile deteriorate printr-un mecanism numit mitofagie. Acest proces reprezintă o formă specializată de reciclare celulară.
În boala Alzheimer, acest sistem începe să cedeze. Mitocondriile defecte rămân în interiorul neuronilor și formează aglomerări care atrag lizozomii, organitele responsabile pentru degradarea deșeurilor celulare.
Problema apare atunci când capacitatea lizozomilor devine insuficientă. În loc să elimine mitocondriile deteriorate, sistemul de reciclare se blochează, iar acumularea continuă.
Rezultatul este apariția unor plăci mitocondriale tot mai numeroase în interiorul neuronilor.
La șoarecii utilizați în studiu, cercetătorii au observat primele plăci mitocondriale foarte devreme, echivalentul vârstei adulte timpurii la om.
Numărul acestora a crescut odată cu înaintarea în vârstă, iar până la finalul perioadei analizate acumularea a devenit masivă.
Un aspect important este că astfel de plăci nu au fost identificate în creierele șoarecilor sănătoși și nici în probele provenite de la persoane fără Alzheimer.
Spre deosebire de plăcile de beta-amiloid, care se formează în afara neuronilor, plăcile mitocondriale apar în interiorul acestora.
Mai exact, ele se acumulează în axoni și dendrite, prelungirile neuronilor care transmit și primesc informația în rețelele cerebrale.
Această localizare poate explica de ce comunicarea dintre neuroni se deteriorează progresiv chiar și atunci când unele tratamente reușesc să reducă plăcile de beta-amiloid.
Rezultatele oferă o posibilă explicație pentru eficiența limitată a terapiilor care elimină exclusiv beta-amiloidul.
Studii clinice anterioare au demonstrat că reducerea acestor plăci nu oprește întotdeauna declinul cognitiv. Noua cercetare sugerează că plăcile mitocondriale pot reprezenta o sursă suplimentară de afectare neuronală.
Autorii consideră că tratamentele viitoare ar putea combina eliminarea plăcilor de beta-amiloid cu strategii care refac funcția mitocondriilor și stimulează mitofagia.
Identificarea plăcilor mitocondriale schimbă modul în care cercetătorii privesc boala Alzheimer. În locul unui proces dominat exclusiv de beta-amiloid și tau, studiul propune existența unui mecanism suplimentar, legat de incapacitatea neuronilor de a elimina propriile surse defecte de energie.
Dacă aceste rezultate vor fi confirmate și în alte studii, plăcile mitocondriale ar putea deveni atât un nou biomarker pentru diagnostic, cât și o țintă terapeutică pentru încetinirea evoluției bolii.
Cercetătorii subliniază că următorul pas constă în dezvoltarea unor terapii capabile să restabilească procesul normal de reciclare a mitocondriilor și să reducă acumularea acestor structuri patologice înainte ca afectarea neuronală să devină ireversibilă.
