Alzheimersrelaterade hjärnförändringar kan börja vid 40
Forskare kan ha avancerat vår förståelse av hjärnmekanismerna bakom Alzheimers sjukdom efter att ha upptäckt en process som föregår uppbyggnaden av giftiga proteiner som är ett kännetecken för tillståndet.
I en musstudie avslöjar forskare vid University of Southern California (USC) i Los Angeles hur skador på celler som kallas pericyter kan utlösa vit substanssjukdom, som är förknippad med demens.
Studieresultaten antyder också att dessa hjärnförändringar kan inträffa så tidigt som 40 års ålder.
Vit materiens sjukdom kännetecknas av degenerering av vit materia. Detta är hjärnvävnaden som innehåller nervfibrer, trådliknande strukturer som bär signaler från nervcellerna eller nervcellerna till andra delar av kroppen.
Vid sjukdom med vita ämnen skadas dessa nervfibrer, och detta orsakar problem med minne, tänkande och balans.
Enligt seniorstudieförfattaren Berislav Zlokovic, vid Keck School of Medicine vid USC, är vit materiesjukdom vanligt hos äldre vuxna, och forskning har kopplat tillståndet till hjärnsjukdom i små kärl, som de säger ”bidrar till nästan 50 procent av demensfall över hela världen, inklusive Alzheimers sjukdom. ”
De exakta mekanismerna med vilka vit materiens sjukdom kan leda till demens har dock varit oklart. Men den nya studien från Zlokovic och kollegor kaster lite ljus.
Forskarna rapporterade nyligen sina resultat i tidskriften Naturmedicin.
Pericyter och vit substans hälsa
Studien fokuserade på rollen hos pericyter, som är cellerna som leder väggarna i kapillärerna, eller kroppens minsta blodkärl.
Först genomförde teamet en dödsanalys av hjärnan hos människor som hade Alzheimers sjukdom och de jämförde dem med friska vuxnas hjärnor.
Forskarna fann att hjärnorna hos personer med Alzheimers sjukdom hade 50 procent färre pericyter än friska hjärnor, och nivåerna av ett protein som kallas fibrinogen - ett blodcirkulerande protein som hjälper sårläkning - ökade tre gånger i vita substansregioner.
Genom att använda MR för att studera musmodeller som hade brist på pericyter, fann man att dessa celler spelar en nyckelroll i hälsan hos vita ämnen.
När de pericytbristade mössen var 12–16 veckor gamla - vilket motsvarar ungefär 40 mänskliga år - var deras nivåer av fibrinogen cirka 10 gånger högre i corpus callosum, en hjärnregion som spelar en roll vid överföring av kognitiva och sensoriska data. från ena sidan av hjärnan till den andra.
Vid 36–48 veckor gamla - motsvarande 70 mänskliga år - visade pericytebristade möss en 50-procentig ökning av blodkärlläckage, rapporterar teamet.
"Våra observationer tyder på att när pericyter har skadats minskar blodflödet i hjärnan som ett avlopp som långsamt täpps till", säger den första studieförfattaren Angeliki Maria Nikolakopoulou, vid Zilkha Neurogenetic Institute vid Keck School of Medicine.
Avslöja 'demensens början'
För nästa del av studien bedömde laget gnagarnas körhastighet med hjälp av ett hjulprov. När de blev 12–16 veckor gamla befanns de pericytbristiga mössen springa 50 procent långsammare än kontrollmössen.
"De möss som saknar pericyter fungerar långsammare eftersom det finns strukturella förändringar i deras vita substans och en förlust av anslutning mellan neuroner", konstaterar Zlokovic.
Bekräfta sin teori med MR, fann forskarna att vid 12–16 veckors ålder visade mössen som saknade pericyter strukturella förändringar i vit substans.
"Pericyter äventyras tidigt", förklarar den första studieförfattaren Axel Montagne, också från Zilkha Neurogenetic Institute. ”Tänk på det som hår som täpper till ett avlopp över tiden. När avloppet är igensatt börjar sprickor bildas i ”rören” eller hjärnans blodkärl. Vita ämnen sliter och hjärnanslutningar störs. Det är början på demens. ”
Montagne tillägger att denna upptäckt tyder på att vit materiens sjukdom kan börja redan vid 40 års ålder hos människor.
"Många forskare," konstaterar Zlokovic, "har fokuserat sin Alzheimers sjukdomsforskning på uppbyggnaden av giftiga amyloid- och tau-proteiner i hjärnan, men denna studie och andra från mitt laboratorium visar att problemet börjar tidigare - med läckande blodkärl i hjärnan . ”
Ett nytt tillvägagångssätt för att förebygga demens?
När forskarna använde en förening för att minska fibrinogennivåerna i gnagarnas blod och hjärna fann de att volymen av vit substans återställdes till 90 procent, medan anslutningen av vit substans återställdes till 80 procent.
"Vår studie ger bevis för att inriktning på fibrinogen och begränsning av dessa proteinavlagringar i hjärnan kan vända eller sakta ner vit substanssjukdom."
Berislav Zlokovic
Forskarna tror att deras resultat kan peka mot fibrinogen som ett mål för att förhindra denna demensprekursor, men ytterligare studier behövs för att bestämma den bästa strategin.
”Vi måste ta reda på rätt tillvägagångssätt”, säger Zlokovic och tillägger, ”Kanske att fokusera på att stärka blod-hjärnbarriärens integritet kan vara ett svar eftersom du inte kan eliminera fibrinogen från blod hos människor. Detta protein är nödvändigt i blodet. Det råkar bara vara giftigt för hjärnan. ”
