- Vědci zjistili, co může spouštět Alzheimerovu chorobu
- Alzheimer spouští nečekaná biochemická reakce v mozkové tkáni
- Astrocyty, podpůrné mozkové buňky, mohou nevědomky poškozovat neurony
Vědci v Jižní Koreji objevili překvapivého viníka zodpovědného za ztrátu paměti a tvorbu zánětlivých procesů v mozku pacientů s Alzheimerovou chorobou. Všechny tyto problémy může způsobovat enzym SIRT2. Jedná se o nenápadnou, dosud opomíjenou molekulu, která se nyní ukazuje jako klíčový článek v řetězci dějů vedoucích ke kognitivnímu úpadku.
Alzheimerova choroba je neurodegenerativní onemocnění mozku, které postupně narušuje paměť, myšlení, orientaci i schopnost vykonávat každodenní činnosti. Vzniká v důsledku odumírání neuronů a hromadění patologických struktur, především amyloidových plaků a tau proteinových vláken, které poškozují mozkové buňky a narušují jejich vzájemnou komunikaci.
Kromě genetických predispozic hrají roli i zánětlivé procesy, oxidační stres a metabolické poruchy v nervové tkáni. První příznaky se obvykle objevují po 65. roce věku a zahrnují výpadky krátkodobé paměti, potíže s vyjadřováním nebo ztrátu orientace v čase a prostoru. Alzheimerova choroba je nejčastější příčinou demence a v současnosti je nevyléčitelná, léčba se zaměřuje především na zmírnění příznaků a zpomalení progrese onemocnění.
Když podpůrné buňky začnou škodit
Astrocyty jsou hvězdicovité buňky v mozku a míše, které patří mezi takzvané gliové buňky. Dlouho byly považovány jen za pasivní podpůrné struktury neuronů (zásobují neurony potřebnými látkami), ale dnes víme, že aktivně ovlivňují přenos signálů v mozku. Nové výzkumy ale ukazují, že astrocyty nehrají jen pasivní roli opory, ale aktivně zasahují do činnosti mozku.
V případě Alzheimerovy choroby mohou tento zásah zhoršovat. Jakmile se dostanou do kontaktu s amyloidovými plaky, což jsou shluky bílkovin typické pro Alzheimerovu nemoc, jejich obranný mechanismus se spustí. Astrocyty tak začnou plak pohlcovat a rozkládat. Tento proces, i když má původně chránit nervové buňky, však paradoxně spouští biochemickou reakci s nežádoucími následky.
Během rozkladu amyloidu se v astrocytech aktivuje močovinový cyklus, jehož vedlejším produktem je zvýšená produkce GABA. GABA je tlumivá neurotransmiter, který zpomaluje elektrickou aktivitu v mozku, oslabuje paměťové procesy a celkovou kognici. Ještě závažnějším efektem je tvorba peroxidu vodíku, agresivní molekuly, která poškozuje neurony a výrazně urychluje procesy neurodegenerace. Dá se tak říci, že astrocyty v této situaci nevědomky přecházejí z role ochránců do role škůdců.
Enzym SIRT2 může být hlavním spouštěčem GABA
Aby vědci porozuměli tomu, co přesně spouští nadprodukci tlumivého neurotransmiteru GABA v mozku pacientů s Alzheimerovou chorobou, zaměřili se na detailní analýzu mozkové tkáně. Využili kombinaci molekulárně-biologických metod, mikroskopie a elektrofyziologie, díky čemuž se jim podařilo identifikovat dvě klíčové enzymatické „spouštěče“ – SIRT2 a ALDH1A1.
Právě tyto enzymy byly zodpovědné za výrazné zvýšení hladiny GABA v astrocytech, tedy podpůrných buňkách mozku, u pacientů trpících Alzheimerem. Zvláště vysoké množství SIRT2 bylo prokázáno nejen v mozkové tkáni myší s modelovou formou Alzheimerovy nemoci, ale i v mozku reálných pacientů.
Následně vědci provedli experiment, ve kterém uměle zablokovali aktivitu SIRT2 v mozku laboratorních myší. Výsledky byly slibné – došlo ke snížení produkce GABA a zároveň se zlepšila jejich pracovní paměť, což bylo testováno pomocí tzv. Y-bludiště. Na druhé straně prostorová paměť (testovaná pomocí rozpoznávání nových objektů) zůstala beze změn.
Tato dílčí obnova kognitivních funkcí ukazuje, že SIRT2 sehrává důležitou roli v patologii Alzheimerovy nemoci, ale není jediným faktorem – je spíše součástí mnohem komplexnějšího a vícestupňového procesu, který stále čeká na úplné rozluštění.
Zacílení na GABA bez vedlejších škod
Doposud výzkum Alzheimerovy choroby často využíval inhibitory enzymu MAOB, které současně blokují tvorbu GABA i peroxidu vodíku. Tento přístup ale neumožňoval určit, jaký konkrétní podíl má každá z těchto dvou látek na poškozování mozku. Nový objev enzymů SIRT2 a ALDH1A1 přináší zásadní průlom: vědci nyní mohou cíleně omezit produkci GABA, aniž by zasahovali do hladiny H₂O₂.
Ačkoli je peroxid vodíku sám o sobě toxický a škodlivý, tento přístup vědcům umožňuje poprvé odděleně sledovat, jak se na vývoji nemoci podílí jednotlivé složky. To znamená zjistit, zda paměťové poruchy souvisí víc s nadbytkem GABA, oxidačním stresem, nebo kombinací obojího. Teprve díky tomu bude možné navrhnout přesnější a cílenější léčbu.
Zjištění, že enzymy jako SIRT2 a ALDH1A1 hrají klíčovou roli v biochemických procesech spojených s Alzheimerovou chorobou, může zásadně změnit přístup k léčbě. Místo dosavadního plošného potlačování všech neurochemických reakcí nabízí tento objev možnost cílené intervence, která by zasáhla jen škodlivé procesy, aniž by narušila fungování zdravé mozkové tkáně. Vědcům se tak otevírá cesta k vývoji nové generace léků, jež budou schopné přesně regulovat činnost astrocytů a omezit škodlivé účinky GABA, aniž by ovlivnily ostatní nezbytné funkce mozku.
