Nye antistoffer kan behandle hjerneskade og forhindre Alzheimers sykdom

Forskere har kjent i årevis at personer som opplever traumatisk hjerneskade (TBI) har større risiko for Alzheimers sykdom senere i livet.

Nå har ny forskning publisert i Nature ikke bare funnet mekanismen som TBI forårsaker Alzheimers sykdom, men det har også avdekket en mulig kur.

AdvertisementAdvertisement

TBI kan forekomme på flere måter.

Det kan komme fra store enkeltvirkninger, som et slag mot hodet eller fra en eksplosiv blast.

Det kan også akkumuleres over en levetid med mindre hodepåvirkninger, som for eksempel i sportsgrener som fotball eller rugby.

Annonse

Slike virkninger er ikke sjeldne. I 2010 sendte mistenkte TBIer 2. 3 millioner mennesker til beredskapsrommet.

Hjernerystelser fører til økt demensrisiko hos eldre voksne

advertisementAdvertisement

Problemproteiner

Tidligere undersøkelser har fastslått misfoldede tau-proteiner som en av årsakene til Alzheimers sykdom.

Normalt arbeider sunne tau-proteiner (kalt trans P-tau) i nerveceller for å danne stillasene som gir cellene sin form og gjør at de kan fungere skikkelig.

Når proteinfoldingsprosessen går galt, kan hjernen i stedet danne ukjente tau-proteiner (kalt cis P-tau).

Disse proteinene virker og ødelegger energiproduktene i nerveceller, noe som til slutt fører til toksisitet og celledød.

Ved hjelp av en hjernedimensjonsteknikk kalt immunfluorescens, undersøkte forskerne hjernen til personer med kronisk skaderelatert hjerneskade. De fant at i forhold til friske mennesker hadde disse menneskene mye høyere nivåer av cis P-tau.

AdvertisementAdvertisement

De misfoldede tau-proteiner var spesielt konsentrert i nervesystemets axoner - de lange stengene som nerver har til hensikt å knytte sammen med andre celler og danne forbindelser.

Mus som Modeller

For å finne årsakssammenheng, vendte forskerne seg til musemodeller.

Mus som fikk en enkelt, mindre hjerneskade viste forhøyede nivåer av cis P-tau, men disse nivåene falt tilbake til normalt innen to uker.

Annonser

Mus som mottok en enkelt, større hjerneskade (simulerer hva en soldat som overlevde en eksplosjon kan oppleve) eller en serie mindre hjerneskader (simulerer hva en idrettsutøver kan oppleve) viste forhøyede cis P-tau nivåer som forble i minst seks måneder.

I de alvorlige eller kroniske hjerneskadegruppene spredte cis P-tau også gjennom hele hjernen, hoppet fra en celle til den neste, og etterlot en søl av celledød i sin vei. Disse proteinene kan spre seg til hippocampus og cortex, som er ansvarlig for minnesdannelse og styring av følelser og oppførsel.

AdvertisementAdvertisementCis P-tau har evnen til å drepe en neuron etter hverandre, noe som til slutt fører til utbredt nevofibrillære tangles og hjernenatrofi. Kun Ping Lu, MD, Ph.D., Harvard Medical School

"Cis P-tau har evnen til å drepe en neuron etter hverandre, noe som til slutt fører til utbredt nevofibrillær tangles og hjernen atrofi, som er hallmark lesjoner av begge Alzheimers sykdom og [kronisk hjerneskade], "forklarte Kun Ping Lu, MD, Ph.D., professor i medisin ved Harvard Medical School og sjef for divisjonen for oversettelsesterapeut ved Beth Israel Deaconess Medical Center, samt senior medforfatter på papiret, i et intervju med Healthline.

Fysisk hjerneskade var ikke det eneste som kunne forårsake cis P-tau til å danne, heller ikke.

Forskerne utsatte også kultiverte nerveceller for å stresse. Spesielt sulter de av oksygen eller hjernevekstfaktorer, som kan skje hvis blodstrømmen reduseres i hjernen etter en skade.

Annonse

Forskerne gikk inn på et enzym som heter Pin1, som omdanner giftig cis P-tau til gunstig trans P-tau. Oksygen sulten deaktivert Pin1, mens mangel på vekstfaktor forhindret hjernen i å bygge ny Pin1.

Sammen viste denne modellen med redusert blodgass hvordan hjerneskade og andre former for stress kan føre til økte nivåer av cis P-tau og dets toksiske effekter.

AnnonseAdvertise

Beslektet Lese: Vision Problemer Fortsetter for Veteraner Berørt av Traumatisk Hjerneskade »

Antistoffer til redning

Når de hadde identifisert problemproteinet, traff Lus lag utfordringen i å takle problemet.

De utviklet et spesielt antistoff som kunne merke cis P-tau, mens de forlot trans P-tau alene og nøytralisere det giftige proteinet inne i celler. Antistoffet kan også forhindre at cis P-tau sprer seg til andre celler.

Så kom tiden til testene. I deres stressmodell forhindret administrering av antistoffene celledød at de hadde sett cis P-tau årsaken.

Deretter testet forskerne antistoffene i musene som hadde fått hjerneskade. Etter to uker med å motta antistoffbehandlinger, viste mus med hjerneskade helt normale nivåer av cis P-tau, og nerveskaden på aksonene og energisparene ble reversert. Celledød ble stanset i sporene sine.

Til slutt testet Lus lag på musens oppførsel. Sunnmus viste forsiktighet i en risikotakende oppgave som er typisk for mus. Mus med hjerneskade som hadde fått et sham-antistoff som placebo, viste imidlertid slående risikobegrensende atferd, akkurat som mange mennesker som har overlevd hjerneskade.

Men hjerneskade mus som fikk det spesielle antistoffet som retter seg mot cis P-tau, viste ikke denne risikable oppførselen. I stedet var de så forsiktige som de friske musene.

"Våre etterfølgende og pågående eksperimenter viser at forbehandling og [hjernens] injeksjon ikke er nødvendig," sa Lu. "Vi kan forsinke antistoffbehandling [timer] etter TBI og gi tre til fire antistoffinjeksjoner, som er effektive.Disse resultatene tyder på at en kortvarig antistoffbehandling etter TBI kan være tilstrekkelig til å behandle TBI og forhindre dets langsiktige konsekvenser dersom det ikke lenger er hjerneskade. "

Kan det forhindre Alzheimers?

Om denne behandlingen også kan forhindre utviklingen av Alzheimers sykdom, jobber Lu på problemet.

Siden Alzheimers sykdom er aldersavhengig, må han vente på at testmusene blir eldre før han ser resultater. Men teorien er lovende.

Det er noen begrensninger for lagets funn. Musmodeller, spesielt av Alzheimers sykdom, dupliserer ikke den menneskelige versjonen av sykdommen perfekt. Og det vil ta tid å utvikle en versjon av antistoffet som virker hos mennesker.

Men Lu er optimistisk.

"Antistoffteknologi er en populær medisinutviklingsmetode på grunn av sin ekstraordinære spesifisitet og høy suksessrate," sa han. "Dessuten har prosessen for å konvertere vårt nåværende mus antistoff til en som kan testes hos mennesker blitt strømlinjeformet og kan gjøres innen et par år. Det vil selvsagt avhenge av finansiering. "Han la til," Disse funnene avdekker en roman, vanlig tidlig sykdomsmekanisme i sports- og militærrelatert TBI og Alzheimers sykdom, og kan føre til tidlig diagnose, forebygging og terapi av disse ødeleggende sykdommene. "

Brainscan kan fortelle PTSD bortsett fra traumatisk hjerneskade»