Nowa forma śmierci komórek mózgowych odkryta w chorobie Alzheimera i demencji czołowo-skroniowej

• Inicjacja w jądrze, nie w cytoplazmie: W karyoptozie jądro komórkowe kurczy się i rozpada jako pierwsze, w przeciwieństwie do apoptozy czy nekroptozy, które rozpoczynają się w cytoplazmie .
• Unikalny wyzwalacz molekularny: Proces jest napędzany przez akumulację toksycznych białek, które destabilizują otoczkę jądrową – nie jest to w pełni wyjaśnione przez znane szlaki programowanej śmierci komórki .
• Niewyjaśniona wcześniej utrata neuronów: Zespół zauważa, że inne szlaki nie wyjaśniają masywnej utraty neuronów obserwowanej w demencji, podczas gdy markery karyoptozy są liczne w dotkniętych mózgach .

Nazwa „karyoptoza” pochodzi od greckich słów karyon (jądro) i ptosis (upadek), co odzwierciedla jej jądrowe pochodzenie .

Odsetek komórek kory czołowej z markerami karyoptozy

Wykorzystując komputerową analizę pojedynczych komórek z ponad 3000 komórek mózgowych pobranych od 28 pacjentów, naukowcy odkryli, że 35% neuronów w korze czołowej pacjentów z chorobą Alzheimera wykazywało aktywne markery karyoptozy, w porównaniu do zaledwie 15% u zdrowych osób w podeszłym wieku . To ponad dwukrotne zwiększenie liczby komórek z karyoptozą w chorych mózgach sugeruje, że mechanizm ten odgrywa znaczącą rolę w utracie neuronów charakterystycznej dla Alzheimera.

Szlak molekularny i obiecujący cel terapeutyczny

Zespół badawczy opisał całą kaskadę molekularną prowadzącą do karyoptozy, identyfikując specyficzną interakcję białko-białko, która może być celem przyszłych leków :

1. Wyzwalacz: Szlak rozpoczyna się od toksycznych wewnątrzkomórkowych agregatów białkowych, które gromadzą się wewnątrz neuronów, wywołując niestabilność otoczki jądrowej .
2. Kluczowe skrzyżowanie molekularne: Enzym p38 MAP kinaza oddziałuje z jądrowym białkiem strukturalnym LaminB1; ta interakcja jest niezbędna do rozpadu jądra, który definiuje karyoptozę .
3. Eksperymentalna walidacja: Wprowadzenie związków blokujących interakcję p38–LaminB1 w hodowlach neuronów szczura zmniejszyło markery karyoptozy i zapobiegło rozpadowi jądra .

Interakcja p38–LaminB1 jest zatem uważana za obiecujący cel terapeutyczny w spowalnianiu lub zapobieganiu utracie neuronów w demencji . Dr Manolis Fanto i dr Rebecca Casterton, którzy kierowali badaniami, opisali je jako „zwieńczenie 10-letniej podróży w King's College” .

Co powiedział Alzheimer's Research UK

Dr Sara Rodrigues, Senior Research Manager w Alzheimer's Research UK (który współfinansował badanie), stwierdziła: „Identyfikacja karyoptozy jest kluczowym krokiem w kierunku znalezienia celów dla terapii, które mogłyby zatrzymać lub spowolnić utratę komórek. Może to pomóc poszerzyć okno terapeutyczne dla leków zwalczających podstawowe przyczyny choroby, przybliżając nas do znalezienia lekarstwa na demencję” . Organizacja zauważyła również, że odkrycie „może pomóc naukowcom zidentyfikować nowe cele terapeutyczne i przybliżyć nas do skutecznych terapii” .

Co to oznacza dla przyszłych terapii

Odkrycie karyoptozy dostarcza nowych ram do zrozumienia, jak neurony umierają w chorobie Alzheimera i FTD. Ponieważ interakcja p38–LaminB1 jest celem, który można modulować farmakologicznie, firmy farmaceutyczne mogłyby potencjalnie opracować małocząsteczkowe inhibitory blokujące to połączenie, chroniąc neurony i spowalniając postęp choroby. Należy jednak podkreślić, że badania są wciąż na wczesnym etapie – eksperymenty blokujące przeprowadzono na neuronach szczura w hodowli, a do przełożenia tych odkryć na bezpieczne i skuteczne terapie u ludzi potrzeba znacznie więcej pracy .