Ny type celledød opdaget i hjernen ved Alzheimers og frontotemporal demens

• Kernen går til grunde først: I karyoptosis skrumper og opløses cellekernen først, i modsætning til apoptose eller nekroptose, hvor andre processer i cellemembranen starter .
• Særlig molekylær trigger: Processen udløses af toksiske proteinansamlinger, der destabiliserer kernemembranen, og den kan ikke forklares af de kendte celledødsprogrammer .
• Stor forekomst i syge hjerner: Forskerne påpeger, at de kendte mekanismer ikke i tilstrækkelig grad forklarer det massive tab af nerveceller ved demens. Til gengæld findes markører for karyoptosis i rigelige mængder i påvirkede hjerner .

Navnet karyoptosis kommer fra græsk karyon (kerne) og ptosis (fald), og henviser til, at celledøden udspringer fra kernen .

35 % af nerveceller i frontallappen ramt

Ved at analysere over 3.000 hjerneceller fra 28 patienter ved hjælp af computermodeller fandt forskerne, at 35 % af nervecellerne i frontallappen hos Alzheimers-patienter viste aktive markører for karyoptosis sammenlignet med kun 15 % hos raske ældre kontrolpersoner . Mere end en fordobling af karyoptosis-positive celler i syge hjerner tyder på, at mekanismen spiller en helt central rolle i det omfattende tab af nerveceller ved Alzheimers.

Den molekylære proces og et lovende mål for lægemidler

Forskerne kortlagde hele den molekylære kaskade, der fører til karyoptosis, og identificerede en specifik interaktion mellem to proteiner, som fremtidige lægemidler potentielt kan målrette :

1. Udløser: Processen begynder, når toksiske proteinansamlinger inde i nervecellerne får kernemembranen til at blive ustabil .
2. Centralt knudepunkt: Enzymet p38 MAP kinase interagerer med strukturelle protein LaminB1; denne interaktion er nødvendig for, at kernen opløses – et kendetegn for karyoptosis .
3. Eksperimentel bekræftelse: Ved at indføre målrettede stoffer i rotte-nerveceller i laboratoriet, der blokerede p38–LaminB1-interaktionen, reducerede forskerne mængden af karyoptosis-markører og forhindrede kernenedbrydning .

Interaktionen mellem p38 og LaminB1 betegnes derfor som et lovende mål for lægemidler, der kan bremse eller forhindre tabet af nerveceller ved demens . Forskningslederne Dr. Manolis Fanto og Dr. Rebecca Casterton beskrev studiet som "kulminationen på en 10-årig rejse på King's" .

Hvad siger Alzheimer's Research UK?

Dr. Sara Rodrigues, seniorforskningsleder hos Alzheimer's Research UK (som var med til at finansiere studiet), udtaler: "Identifikationen af karyoptosis er et afgørende skridt i retning af at finde mål for behandlinger, der kan stoppe eller bremse celledød. Det kan være med til at udvide mulighederne for terapier, der angriber de underliggende årsager til sygdommen, og bringe os tættere på en kur mod demens." Velgørenhedsorganisationen bemærkede desuden, at opdagelsen "kan hjælpe forskere med at identificere nye behandlingsmål og bringe os tættere på effektive terapier" .

Hvad betyder det for fremtidig behandling?

Opdagelsen af karyoptosis giver en helt ny ramme for forståelsen af, hvordan nerveceller dør ved Alzheimers og FTD. Da p38–LaminB1-interaktionen er et potentielt 'drukkeligt' mål, kan medicinalvirksomheder muligvis udvikle små hæmmere, der blokerer denne interaktion og derved beskytter nervecellerne og bremser sygdommen. Det skal dog understreges, at forskningen stadig er i et tidligt stadie – forsøgene med blokering er foretaget i rotte-nerveceller i laboratoriet, og der er lang vej til sikre og virksomme behandlinger til mennesker .