Istraživači su razvili protokol ćelijskog frakcionisanja. Ovaj metod omogućava preciznu analizu proteina koji se nalaze u sinaptičkim membranama i u membranama izvan sinapsi, poznatih kao ekstrasinaptičke membrane, u ljudskim postmortalnim mozgovima.
U ovoj studiji, nedavno objavljenoj u časopisu Alchajmerova bolest i demencija, autori su istraživali NMDA (N-metil-D-aspartat receptore) receptore zbog njihovog značaja u sinaptičkom prenosu i njihove posebne važnosti za Alchajmerovu bolest. U poređenju sa zdravim pojedincima, rezultati otkrivaju da ljudi sa Alchajmerovom bolešću pokazuju smanjene NMDA receptore u sinapsama i povećane ekstrasinaptičke membrane.
Tim uključuje istraživače sa Instituta za neuronauke (IN), zajedničkog centra Univerziteta Migel Hernandez u Elčeu (UMH) i Španskog nacionalnog istraživačkog saveta (CSIC), koji su takođe deo Mrežnog centra za biomedicinska istraživanja neurodegenerativnih bolesti (CIBERNED) i Instituta za zdravlje i biomedicinska istraživanja u Alikanteu (ISABIAL).
Alchajmerovu bolest karakteriše progresivni gubitak pamćenja i utiče na komunikaciju između neurona. Ovaj proces u velikoj meri zavisi od sinapsi, gde NMDA receptori igraju ključnu ulogu u učenju i pamćenju.
„Većina NMDA receptora se nalazi u sinapsama, gde poboljšavaju neuronske veze. Međutim, oni koji se nalaze izvan sinapse su više povezani sa procesima toksičnosti i ćelijske smrti, što može doprineti napredovanju bolesti“, objašnjava Inmaculada Cuchillo Ibanez, istraživač na Izmenjeni molekularni mehanizam u laboratoriji za Alchajmerovu bolest i demenciju, koja je vodila studiju.
Tim je analizirao uzorke iz ljudskih postmortem mozga, uključujući zdrave pojedince i pacijente u različitim fazama neurodegeneracije. Rezultati pokazuju izrazitu distribuciju NMDA receptora u korteksu pacijenata sa Alchajmerovom bolešću, gde je broj sinaptičkih NMDA receptora značajno smanjen, dok se ekstrasinaptički receptori povećavaju u odnosu na zdrave osobe.
Ova neravnoteža sugeriše da je aktivnost povezana sa neuronskom toksičnošću favorizovana kod Alchajmerove bolesti, za razliku od primarne funkcije sinaptičkog prenosa, što verovatno doprinosi progresiji bolesti.
Glavni napredak koji su postigli istraživači je optimizacija protokola ćelijskog frakcionisanja koji omogućava odvajanje sinaptičkih membrana od ekstrasinaptičkih membrana, podvig koji ranije nije postignut u smrznutim ljudskim postmortem mozgovima.
„Druge studije su izmerile ukupne nivoe NMDA receptora u ljudskom mozgu, ali nisu napravile razliku između onih koji se nalaze u sinapsama i ekstrasinapsama. Prilagodili smo protokol dizajniran za sveže mozgove miša ljudskim uzorcima, postigavši ovo ključno razdvajanje“, naglašava Sergio Escamilla, prvi autor članka.
Metoda se zasniva na upotrebi deterdženata koji rastvaraju lipide u nesinaptičkim membranama, dok sinaptičke membrane zbog visokog sadržaja proteina ostaju uglavnom netaknute. Nakon toga, centrifugiranje se koristi za razdvajanje dva tipa membrana za analizu.
Nalazi ove studije mogli bi da otvore nove puteve za lečenje Alchajmerove bolesti. „Sa ovim protokolom možemo tačno utvrditi da li specifični agensi, kao što su modulatori ili blokatori, imaju veći afinitet za sinaptičke ili ekstrasinaptičke receptore – ne samo za NMDA receptore – što ima važne terapeutske implikacije,“ primećuje Cuchillo.
Studija, koja je uključivala saradnju sa laboratorijama Hosea Visentea Sančeza Muta i Isabel Perez Otano na IN UMH-CSIC, takođe je koristila transgene miševe da bi potvrdila rezultate dobijene na ljudima. Iako su otkrivene slične promene u NMDA receptorima, razlike između vrsta naglašavaju potrebu za proučavanjem ljudskog tkiva kako bi se bolje razumela bolest.
Sa ovim pionirskim protokolom, istraživači utiru put da istraže molekularnu osnovu Alchajmerove bolesti i traže efikasnije tretmane. U tom smislu, istraživač Havijer Saez Valero, koji vodi laboratoriju za izmenjeni molekularni mehanizam u Alchajmerovoj bolesti i demenciji u IN UMH-CSIC, naglašava važnost ove vrste istraživanja zbog uloge NMDA receptora u trenutnim tretmanima Alchajmerove bolesti, kao što je memantin, jedan od najčešće korišćenih lekova za ovu bolest je blokator NMDA receptora.
