A testmozgással összefüggő izomfehérje az Alzheimer-kór kezelésében
Az Alzheimer-kór (AD) a memóriavesztés és a kognitív képességek hanyatlásának pusztító oka, amelyre jelenleg nincs gyógyító kezelés. Az életmódbeli tényezők közül kiemelkedik a fizikai aktivitás, mint az agy egészségének egyik legerősebb védelmezője. Egyre több bizonyíték kapcsolja össze a vázizom működését a kognitív egészséget. A Florida Atlantic University és a Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Research együttműködő partnereinek úttörő kutatása ezt a bizonyítékot egy új szintre emeli, feltárva, hogy az AD elleni küzdelem kulcsa nem csak az agyban, hanem az izmainkban is rejlik.
E felfedezés középpontjában a Cathepsin B (Ctsb) áll, egy fehérje, amelyet régóta tanulmányoznak a rákos és az agyi sérülések területén, de amely myokinaként is funkcionál – ez egy molekula, amelyet az izmok bocsátanak ki edzés közben, és amely befolyásolhatja a memóriafunkciót. Az Aging Cell folyóiratban megjelent új tanulmány azt vizsgálta, hogy egy génterápiás megközelítés, amely specifikusan a Ctsb-t fejezi ki az izmokban, megvédheti-e az agyfunkciót egy AD egérmodellben. E megközelítés keretében az egereknek vírusvektort adtak – egy ártalmatlan, génmódosított vírust, amely tartalmazza a Ctsb gént, bejut az izomsejtekbe, és expresszálja a Ctsb-t az izomszövetben. Ezek az egerek olyan genetikai mutációkat hordoznak, amelyek utánozzák az emberi betegség fő tüneteit, beleértve a memóriavesztést és az amiloid patológiát.
Az eredmények megdöbbentőek voltak. Az izmaikban Ctsb-vel kezelt egerek nem fejlesztettek ki az AD-hez kapcsolódó tipikus memóriazavarokat. Sőt, a hippocampusban, a tanuláshoz és a memóriához elengedhetetlen agyi régióban megmaradt az új idegsejtek növekedése. Valójában agyuk, izmaik és vérfehérje-profiljuk jobban hasonlított az egészséges egerekéhez. Ez arra utal, hogy a Ctsb izomszövetben való növelése védelmet nyújthat az AD hatásai ellen.
„Kutatásunk az első, amely kimutatta, hogy a Cathepsin B izomban történő specifikus expressziója megakadályozhatja a memóriavesztést és fenntarthatja az agy működését az Alzheimer-kór egérmodelljében” – mondta Henriette van Praag, Ph.D., a tanulmány szerzője, a FAU Charles E. Schmidt Orvostudományi Kar biomedikai tudományok docense és a FAU Stiles-Nicholson Brain Institute (SNBI) tagja. „Eredményeink arra utalnak, hogy az izom Ctsb génterápiával, esetleg ezt kiegészítve gyógyszerekkel vagy testmozgással történő modulálása lassíthatja vagy visszafordíthatja a memória romlását azáltal, hogy elősegíti az agysejtek növekedését, helyreállítja a fehérjeegyensúlyt és újra egyensúlyba hozza az agyi aktivitást is.”
Érdekes módon a kezelés nem csökkentette az AD jellegzetes tüneteit, mint például a gyulladást vagy a plakkokat, amelyeket általában a fő terápiás célpontoknak tekintenek. A betegség eme tartós tünetei ellenére az agy működése javult, ami arra utal, hogy a Ctsb eddig még kevéssé kutatott útvonalakon keresztül támogathatja a memóriát és a kognitív funkciókat – valószínűleg azáltal, hogy helyreállítja az agy azon képességét, hogy a felnőttkori neurogenezishez, a szinaptikus plaszticitáshoz, valamint a tanuláshoz és a memóriához elengedhetetlen fehérjéket termeljen.
„Régóta tudjuk, hogy a fizikai aktivitás jót tesz az agynak, de ez a tanulmány közelebb visz minket ahhoz, hogy megértsük, hogyan történik ez molekuláris szinten” – mondta Atul S. Deshmukh, Ph.D., társszerző és a Koppenhágai Egyetem Novo Nordisk Alapítvány Alapvető Anyagcsere-kutatási Központjának docense. „Az izom nem csupán mechanikus szövet – hanem az agy hatékony kommunikációs eszköze is. Ez izgalmas lehetőségeket nyit meg új kezelések előtt, amelyek a test saját biológiáját használják fel a neurodegeneratív folyamatok elleni küzdelemben.”
A hatások azonban nem voltak azonosak az egészséges egereknél. Amikor Ctsb-t adtak az AD-ben nem szenvedő egereknek, az úgy tűnt, hogy károsítja a memóriájukat, ami valószínűleg annak köszönhető, hogy a génterápiás vektort az egészséges és az AD-ben szenvedő egerek izmai eltérő módon dolgozzák föl.
Ezért további kutatásokra van szükség, különösen emberekben, ezzel együtt jelen tanulmány hozzájárul a bizonyítékok növekvő sorához, miszerint az izmok és az agy szorosan összekapcsolódnak – és hogy az izmok működésének javítása új módszereket kínálhat a neurodegeneratív betegségek kezelésére vagy akár megelőzésére.
„Bár még sok mindent meg kell tanulnunk, munkánk megerősít egy hatékony elképzelést: az agy védelmének útja a testben kezdődhet” – mondta van Praag. „Az izmok célzása új, alacsony költségű, nem invazív terápiás beavatkozás lehet a neurodegeneratív betegségek kezelésében, amely sok beteg számára elérhető lenne.”