מחקר חדש של מדענים במכון באק למחקר בנושא הזדקנות חשף שחקן מפתיע בקרב נגד מחלת אלצהיימר וצורות אחרות של דמנציה: מטבוליזם של סוכר מוח. פורסם ב מטבוליזם טבעהמחקר מגלה כיצד פירוק גליקוגן-צורה מאוחסנת של נוירונים גלוקוזיים עשויה להגן על המוח מפני הצטברות חלבון רעילה וניוון.
בדרך כלל נחשב גליקוגן כמקור אנרגיה מילואים המאוחסן בכבד ובשרירים. בעוד שמכמויות קטנות קיימות גם במוח, במיוחד בתאי תמיכה הנקראים אסטרוציטים, תפקידו בנוירונים נדחה זה מכבר כזניח.
המחקר החדש הזה מאתגר את זה לראות, והוא עושה זאת עם השלכות בולטות. גליקוגן מאוחסן לא יושב רק שם במוח; זה מעורב בפתולוגיה. "
פרופסור פנקג 'קפאחי, דוקטורט, מדען בכיר במחקר
צוות המחקר, בהובלת פוסט -דוק סודיפטה בר, PhD, גילה כי במודלים זבובים ואנושיים של טאופתיה (קבוצה של מחלות ניווניות כולל אלצהיימר), נוירונים צוברים גליקוגן מוגזם. חשוב מכך, נראה כי הצטברות זו תורמת להתקדמות המחלה. בר אומר טאו, החלבון הידוע לשמצה שמתגבש בסבכים בחולי אלצהיימר, נראה כי הוא נקשר פיזית לגליקוגן, לוכד אותו ומונע את התמוטטותו.
כאשר לא ניתן לפרק את הגליקוגן, הנוירונים מאבדים מנגנון חיוני לניהול לחץ חמצוני, תכונה מרכזית בהזדקנות ובתנוונות עצבית. על ידי שחזור פעילותו של אנזים הנקרא גליקוגן זרחן (GLYP)-מה שמוציא את התהליך של התמוטטות גליקוגן-החוקרים מצאו שהם יכולים להפחית את הנזק הקשור לטאו בזבובי פרי ובנוירונים הנגזרים על תאי גזע אנושיים.
במקום להשתמש בגליקוגן כדלק לייצור אנרגיה, נוירונים הנתמכים באנזים אלה הובילו את מולקולות הסוכר למסלול הפוספט הפנטוזה (PPP)-מסלול קריטי לייצור NADPH (ניקוטינאמיד אדינין דינוקליאוטיד פוספט) וגלוטתיון, מולקולס המגן מפני לחץ אמצעי. "על ידי הגדלת פעילות ה- GLYP, תאי המוח עלולים לרעול רעלים ממיני חמצן תגוביים מזיקים, ובכך להפחית את הנזק ואף להרחיב את אורך החיים של זבובי מודל הטאופתיה", אמר בר.
הצוות מבטיח עוד יותר, הצוות הוכיח כי הגבלה תזונתית (DR)-התערבות ידועה להארכת אורך החיים המשופרת באופן טבעי, ושיפרו את התוצאות הקשורות לטאו בזבובים. עוד הם חיקו את ההשפעות הללו באופן פרמקולוגי באמצעות מולקולה הנקראת 8-BR-CAMP, ומראים כי היתרונות של DR עשויים להיות משוכפלים באמצעות הפעלה מבוססת תרופות של מערכת זו לנקות סוכר. "עבודה זו יכולה להסביר מדוע תרופות GLP-1, הנמצאות כיום בשימוש נרחב לירידה במשקל, מראות הבטחה כנגד דמנציה, שעלולות לחקות את ההגבלה התזונתית", אמר קפאחי.
החוקרים אישרו גם הצטברות גליקוגן דומות והשפעות מגנות של GLYP בנוירונים אנושיים הנגזרים מחולים עם דמנציה פרונטוטפורלית (FTD), וחיזקו את הפוטנציאל לטיפול בתרגום. קפהי אומר כי המחקר מדגיש את כוח הזבוב כמערכת מודל בחשיפת האופן בו הסרת המטבולית משפיעה על התנוונות עצבית. "עבודה בחיה הפשוטה הזו אפשרה לנו לעבור לנוירונים אנושיים בצורה הרבה יותר ממוקדת", אמר.
קאפאהי מכיר גם באווירה השיתופית ביותר של באק כגורם מרכזי ביצירה. המעבדה שלו, עם מומחיות בהזדקנות זבובים והתנוונות עצבית, ניצלה את מומחיות הפרוטאומיקה במעבדת שילינג ובמעבדת סייפריד (באוניברסיטת אמורי) וכן במעבדת אלרבי שיש לה מומחיות ב- IPSCs אנושיים ובנוי עצבים.
קפהי אומר כי מחקר זה לא רק מדגיש את חילוף החומרים של גליקוגן כגיבור לא צפוי במוח, אלא גם פותח כיוון חדש בחיפוש אחר טיפולים נגד אלצהיימר ומחלות קשורות. "על ידי גילוי כיצד נוירונים מנהלים סוכר, ייתכן שחשפנו אסטרטגיה טיפולית חדשה: כזו שמכוונת לכימיה הפנימית של התא כדי להילחם בירידה הקשורה לגיל", הוא אומר. "כשאנחנו ממשיכים להתיישן כחברה, ממצאים כמו אלה מציעים תקווה שהבנה טובה יותר-ואולי איזון מחדש-קוד הסוכר הנסתר של המוח שלנו יכול לפתוח כלים עוצמתיים למאבק בדמנציה".
