Przełom w badaniach nad chorobą Alzheimera. Wolne rodniki na celowniku naukowców
Zespół naukowców wykazał, że wolne rodniki powstające w mitochondriach astrocytów mają kluczowy wpływ na rozwój stanu zapalnego i uszkodzeń neuronów, co może prowadzić do chorób neurodegeneracyjnych, takich jak Alzheimer. Badacze opracowali związki S3QEL, które selektywnie blokują szkodliwe rodniki, chroniąc komórki nerwowe i łagodząc objawy choroby.
Odkryto winowajcę, który może przyczyniać się do demencji: wolne rodniki wytwarzane w określonym obszarze komórek podporowych mózgu, znanych jako astrocyty. Naukowcy z Weill Cornell Medicine przeprowadzili badanie, które wykazało, że blokowanie tego konkretnego obszaru zmniejsza stan zapalny i chroni neurony. To może być kolejny krok w leczeniu chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera.
- Możemy teraz skupić się na konkretnych mechanizmach i na konkretnych obszarach istotnych dla choroby - powiedziała dr Anna Orr, współautorka badania.
Cząsteczki, które hamują wolne rodniki
Obserwacje koncentrowały się na mitochondriach, czyli strukturach komórkowych, które przekształcają pokarm w energię użyteczną. W tym procesie mitochondria uwalniają reaktywne formy tlenu (ROS), znane powszechniej jako wolne rodniki, w normalnych stężeniach regulujące niezbędne funkcje komórek. Jeśli jednak ich produkcja będzie nadmierna lub źle zaplanowana, może dojść do uszkodzeń.
Już wcześniej powiązano ROS z chorobami neurodegeneracyjnymi, więc testowano przeciwutleniacze jako potencjalny sposób neutralizacji ROS i spowolnienia neurodegeneracji, jednak z marnym skutkiem.
- Ten brak sukcesu może wynikać z niezdolności przeciwutleniaczy do blokowania wolnych rodników u źródła i selektywnego działania bez wpływu na metabolizm komórek - wyjaśnił dr Adam Orr, współautor badania. Opracował on platformę do odkrywania leków, której celem jest znalezienie cząsteczek, hamujących ROS w poszczególnych miejscach mitochondriów, nie naruszając przy tym ich normalnych funkcji. W ten sposób odkryto grupę związków o nazwie S3QEL, które wykazywały potencjał w blokowaniu szkodliwej aktywności ROS.
Astrocyty kluczem do badania nad chorobami neurodegeneracyjnymi
Naukowcy skupili się na kompleksie III, czyli miejscu w mitochondriach, znanym z produkcji ROS, które mogą przedostawać się do pozostałych części komórki, uszkadzając ją. Jednak ku zaskoczeniu badaczy nadmiar ROS nie pochodził z neuronów, ale z astrocytów - komórek, które zapewniają neuronom wsparcie strukturalne i metaboliczne.
- Dodając S3QEL, zaobserwowaliśmy znaczącą ochronę neuronów, ale tylko w obecności astrocytów - stwierdził Daniel Barnett, główny autor badania.
Wykazano następnie, że gdy astrocyty były narażone na działanie czynników związanych z chorobą, ich mitochondrialna produkcja ROS gwałtownie wzrosła, a leczenie S3QEL zahamowało ten wzrost w dużej mierze.
Rozwiązanie to było dobrze tolerowane i nie powodowało znaczących skutków ubocznych u myszy, co jest przypisywane wysoce ukierunkowanemu działaniu. Zespół planuje dalsze prace rozwojowe nad związkami S3QEL.
