Nervne ćelije u mozgu zahtevaju ogromnu količinu energije da bi preživele i održale svoje veze za komunikaciju sa drugim nervnim ćelijama. Kod Alchajmerove bolesti, sposobnost stvaranja energije je ugrožena, a veze između nervnih ćelija (zvane sinapse) se na kraju raspadaju i venu, uzrokujući da nova sećanja izblede i propadnu.
Tim Scripps Research-a, izvještavajući u časopisu Advanced Science, sada je identifikovao energetske reakcije u moždanim ćelijama koje ne funkcionišu i dovode do neurodegeneracije. Korišćenjem malog molekula za rešavanje kvara, koji se dogodio u mitohondrijima – glavnim proizvođačima energije ćelije – istraživači su pokazali da su mnoge veze neurona sa neuronima uspešno obnovljene u modelima nervnih ćelija izvedenih iz matičnih ćelija pacijenata sa Alchajmerom. Ovi nalazi naglašavaju da bi poboljšanje mitohondrijalnog metabolizma moglo biti obećavajući terapeutski cilj za Alchajmerovu bolest i srodne poremećaje.
„Mislili smo da ako bismo mogli da popravimo metaboličku aktivnost u mitohondrijama, možda bismo mogli da spasemo proizvodnju energije“, kaže stariji autor Stjuart Lipton, MD, dr. Centar u Scripps Research i klinički neurolog u La Jolla, Kalifornija. „U korišćenju ljudskih neurona dobijenih od ljudi sa Alchajmerovom bolešću, zaštita nivoa energije bila je dovoljna da se spase veliki broj neuronskih veza.“
U novoj studiji, Lipton i njegov tim pronašli su blok u enzimima koji stvaraju energiju zbog abnormalne oznake atoma azota (N) i kiseonika (O) na atomu sumpora (S), sve zajedno formirajući nefunkcionalni „SNO“ enzim. Ova reakcija se naziva S-nitrozilacija, a tim je pokazao da se virtuelna „SNO-Oluja“ ovih reakcija dogodila u neuronima mozga Alchajmerove bolesti.
Lipton i njegove kolege su prvobitno otkrili „SNO-oznaku“ na energetskim enzimima upoređujući ljudske mozgove (dobijene na obdukciji ljudi sa Alchajmerovom bolešću) sa onima bez bolesti mozga. Istraživači su potom generisali nervne ćelije iz matičnih ćelija dobijenih iz biopsija kože ljudi sa i bez genetske mutacije koja uzrokuje Alchajmerovu bolest. Zatim su, koristeći seriju metaboličkih oznaka i aparat za merenje kiseonika, izračunali proizvodnju ćelijske energije i identifikovali jedinstvene deficite u Alchajmerovim nervnim ćelijama u poređenju sa kontrolama.
Istraživači su otkrili da neuroni imaju poremećen Krebsov ciklus – ćelijski proces u mitohondrijama koji proizvodi većinu ključnog izvora molekularne energije u telu, ATP. Tim je utvrdio usko grlo (ili blok) u koraku gde se formira ključni molekul: sukcinat, koji pokreće veći deo naredne proizvodnje ATP-a. U studiji, usko grlo je inhibiralo sposobnost mitohondrija da proizvede energiju potrebnu za održavanje neurona i njihovih brojnih veza.
Istraživači su pretpostavili da bi, ako bi mogli da isporuče neke od nedostajućih molekula sukcinata, mogli da obnove proizvodnju energije — u suštini pokrećući zaustavljeni mitohondrijski Krebsov ciklus. Pošto sukcinat ne putuje lako u ćelije ili iz njih, koristili su analog koji bi mogao bolje da prođe kroz membrane nervnih ćelija. Strategija je funkcionisala, popravljajući do tri četvrtine izgubljenih sinapsi, istovremeno sprečavajući dalje opadanje.
