מדענים בבית הספר לגרונטולוגיה של USC לאונרד דייויס גילו קשר מפתח בין רמות ברזל גבוהות במוח לבין הגברת הנזק לתאים בקרב אנשים הסובלים מתסמונת דאון וגם מחלת אלצהיימר.
במחקר, החוקרים מצאו כי למוחם של אנשים שאובחנו עם תסמונת דאון ומחלת אלצהיימר (DSAD) היו בעלי ברזל פי שניים ויותר סימנים של נזק חמצוני בקרומי תאים בהשוואה למוחם של אנשים הסובלים ממחלת אלצהיימר בלבד או כאלה שאינם עם אבחון. התוצאות מצביעות על תהליך מוות סלולרי ספציפי המתווך על ידי ברזל, והממצאים עשויים לעזור להסביר מדוע תסמיני האלצהיימר מופיעים לעתים קרובות מוקדם יותר ובאופן חמור יותר בקרב אנשים עם תסמונת דאון.
זהו רמז עיקרי המסייע להסביר את השינויים הייחודיים והמוקדמים שאנו רואים במוחם של אנשים עם תסמונת דאון המפתחים אלצהיימר. ידוענו הרבה זמן שאנשים עם תסמונת דאון נוטים יותר לפתח מחלת אלצהיימר, אך כעת אנו מתחילים להבין עד כמה ברזל מוגבר במוח עשוי להחמיר את המצב. "
מקס ת'ורוולד, מחבר המחקר הראשי של המחקר ועמיתו הפוסט -דוקטורט במעבדה של פרופסור האוניברסיטה אמריטוס כלב פינץ 'בבית הספר USC לאונרד דייויס
תסמונת דאון ואלצהיימר
תסמונת דאון נגרמת כתוצאה מעותק שלישי נוסף, או טריזומיה, של כרומוזום 21. כרומוזום זה כולל את הגן לחלבון מבשר עמילואיד, או אפליקציה, המעורבת בייצור של עמילואיד-בטה (Aβ), החלבון הדביק המהווה טלאים טלפלים במשרדי אנשים עם מחלת אלצה.
מכיוון שלנשים עם תסמונת דאון יש שלושה עותקים של גן האפליקציה במקום שניים, הם נוטים לייצר יותר חלבון זה. בגיל 60, כמחצית מכל האנשים עם תסמונת דאון מראים סימנים למחלת אלצהיימר, שהיא כעשרים שנה קודם לכן מאשר באוכלוסייה הכללית.
"זה הופך את הבנת הביולוגיה של תסמונת דאון חשובה להפליא למחקר האלצהיימר", אמר פינץ ', המחבר הבכיר של המחקר.
ממצאי המפתח מצביעים על פרופטוזיס
צוות המחקר חקר תרמו רקמת מוח מאנשים עם אלצהיימר, DSAD, ואלה ללא אף אחד מאבחונים. הם התמקדו בקליפת המוח הקדמית – אזור במוח המעורב בחשיבה, תכנון וזיכרון – וגילו כמה תגליות חשובות:
- רמות הברזל גבוהות בהרבה במוח DSAD: בהשוואה לקבוצות האחרות, למוח DSAD היה כפול מכמות הברזל בקליפת המוח הקדמית. מדענים מאמינים כי הצטברות זו נובעת מדליפות כלי דם זעירות במוח הנקראות מיקרו -בוללים, המתרחשות בתדירות גבוהה יותר ב- DSAD מאשר באלצהיימר ומתואמים עם כמויות גבוהות יותר של APP.
- נזק נוסף לקרומי תאים עשירים בשומנים: ממברנות תאים עשויים מתרכובות שומניות הנקראות ליפידים ויכולות להיפגע בקלות על ידי לחץ כימי. במוח DSAD, הצוות מצא תוצרי לוואי רבים יותר של נזק מסוג זה, המכונה פרוקסידציה של שומנים, בהשוואה לכמויות במוחות אלצהיימר בלבד או בקרה.
- מערכות הגנה נוגדי חמצון מוחלשות: הצוות מצא כי הפעילות של מספר אנזימי מפתח המגנים על המוח מפני נזק חמצוני ותיקון ממברנות תאים הייתה נמוכה יותר במוח DSAD, במיוחד באזורים של קרום התא הנקרא רפסודות ליפידים.
יחד, ממצאים אלה מצביעים על פרופטוזיס מוגבר, סוג של מוות של תאים המאופיין בחמצן של שומנים תלויים בברזל, הסביר ת'ורוולד: "בעיקרו, ברזל בונה, מניע את החמצון הפוגע בממברנות התא, ומציף את יכולת התא להגן על עצמו."
רפסודות שומנים: נקודה חמה לשינויי מוח
החוקרים הקדישו תשומת לב מקרוב לרפסודות השומנים – חלקים זעירים של קרום תאי המוח הממלאים תפקידים מכריעים באיתות תאים ומווסתים כיצד מעובדים חלבונים כמו אפליקציה. הם גילו שבמוח DSAD, רפסודות השומנים היו נזק חמצוני הרבה יותר ופחות אנזימים מגנים בהשוואה למוח של אלצהיימר או בריא.
ראוי לציין כי רפסודות השומנים הללו הראו גם פעילות מוגברת של האנזים β-secretase, אשר מקיים אינטראקציה עם APP לייצור חלבוני Aβ. השילוב של יותר נזק וייצור יותר Aβ עשוי לקדם את הצמיחה של לוחות עמילואיד, ובכך להאיץ את התקדמות האלצהיימר אצל אנשים עם תסמונת דאון, הסביר פינץ '.
גרסאות תסמונת דאון נדירות מציעות תובנה
החוקרים חקרו גם מקרים נדירים של אנשים עם תסמונת דאון "פסיפס" או "חלקי", בהם העותק השלישי של הכרומוזום 21 קיים רק בתת -קבוצה קטנה יותר של תאי הגוף. לאנשים אלה היו רמות נמוכות יותר של אפליקציה וברזל במוחם ונטו לחיות יותר. לעומת זאת, אנשים עם טריזומיה מלאה 21 ו- DSAD היו בעלי תוחלת חיים קצרה יותר ורמות גבוהות יותר של נזק מוחי.
"המקרים האלה באמת תומכים ברעיון שכמות האפליקציה – והברזל שמגיע איתו – חשוב מאוד כיצד המחלה מתקדמת", אמר פינץ '.
מסתכל קדימה
הצוות אומר כי הממצאים שלהם יכולים לעזור להנחות טיפולים עתידיים, במיוחד עבור אנשים עם תסמונת דאון שנמצאים בסיכון גבוה לאלצהיימר. מחקרים מוקדמים בעכברים מצביעים על כך שטיפולי סליל ברזל, בהם הרפואה נקשרת ליוני המתכת ומאפשרת להם לעזוב את הגוף, עשויים להפחית את האינדיקטורים לפתולוגיה של אלצהיימר, ציין ת'ורוולד.
"תרופות שמוציאות ברזל מהמוח או עוזרות לחזק מערכות נוגדי חמצון עשויות להציע תקווה חדשה", אמר ת'ורוולד. "אנו רואים עכשיו כמה חשוב להתייחס לא רק ללקות העמילואיד עצמן אלא גם לגורמים שעשויים להאיץ את התפתחותם של הלוחות האלה."
