Det nya antikroppen kan behandla hjärnskador och förebygga Alzheimers sjukdom
Innehållsförteckning:
Forskare har i många år känt att personer som upplever traumatisk hjärnskada (TBI) har större risk för Alzheimers sjukdom senare i livet.
Nu har ny forskning som publicerats i Nature inte bara hittat den mekanism genom vilken TBI orsakar Alzheimers sjukdom, men det har också avslöjat en möjlig botemedel.
AnnonsAdvertisementTBI kan förekomma på olika sätt.
Det kan komma från stora, enda slag, som ett slag mot huvudet eller från en explosiv explosion.
Det kan också ackumuleras under en livstid av mindre huvudpåverkan, som i kontakt sport som fotboll eller rugby.
AnnonsSådana effekter är inte sällsynta. Under 2010 skickade misstänkt TBIs 2,3 miljoner människor till akutrummet.
Håravfall leder till ökad demensrisk hos äldre vuxna »
Problem Proteiner
Tidigare forskning har identifierat missveckade tau-proteiner som en av orsakerna till Alzheimers sjukdom.
Normalt arbetar friska tau-proteiner (kallat trans-P-tau) inuti nervcellerna för att bilda ställningen som ger cellerna sin form och låter dem fungera ordentligt.
Men när proteinveckningsprocessen går fel kan hjärnan istället bilda ojämna tau-proteiner (kallad cis P-tau).
Dessa proteiner stör och skadar energiproducenterna i nervcellerna, vilket leder till toxicitet och celldöd.
Med hjälp av en hjärnbehandlingsteknik kallad immunofluorescens undersökte forskarna hjärnan hos personer med kronisk skadarelaterad hjärnskada. De fann att dessa människor, jämfört med friska människor, hade mycket högre nivåer av cis P-tau.
AnnonsAdvertisementDe misfoldade tau-proteinerna koncentrerades särskilt i nervcellernas axoner - de långa stjälkarna som nerverna sätter ihop med andra celler och bildar anslutningar.
Möss som Modeller
För att hitta orsakssambandet vände forskarna till musmodeller.
Möss som fick en enda, mindre hjärnskada uppvisade förhöjda nivåer av cis P-tau, men dessa nivåer sjönk tillbaka till det normala inom två veckor.
AnnonsMöss som fick en enda större hjärnskada (simulera vad en soldat som överlevde en explosion kan uppleva) eller en serie mindre hjärnskador (simulerar vad en idrottsman kan uppleva) visade förhöjda cis P-tau nivåer som förblev i minst sex månader.
I de svåra eller kroniska hjärnskaddsgrupperna spred cis P-tau också genom hjärnan, hoppade från en cell till nästa och lämnade en svindel av celldöd i sin väg. Dessa proteiner kan spridas till hippocampus och cortex, som är ansvariga för minnesbildning och styrning av känslor och beteende.
AnnonsAdvertisementCis P-tau har förmågan att döda en neuron efter en annan, vilket leder till omfattande neurofibrillära tangles och hjärnatrofi. Kun Ping Lu, MD, Ph.D., Harvard Medical School"Cis P-tau har förmågan att döda en neuron efter en annan, vilket i sin tur leder till omfattande neurofibrillära tangles och hjärnatrofi, som är hallmarkskadorna hos både Alzheimers sjukdom och [kronisk hjärnskada], "förklarade Kun Ping Lu, MD, Ph.D., professor i medicin vid Harvard Medical School och chef för divisionen för översättningsterapeut vid Beth Israel Deaconess Medical Center, samt senior medförfattare på papperet, i en intervju med Healthline.
Fysisk hjärnskada var inte det enda som kunde orsaka cis P-tau för att bilda.
Forskarna utsatte också odlade nervceller att stressa. Särskilt svältas de av syre eller hjärntillväxtfaktorer, vilket kan hända om blodflödet minskas i hjärnan efter en skada.
AnnonsForskarna gick in på ett enzym som heter Pin1, vilket omvandlar giftigt cis P-tau till fördelaktigt trans P-tau. Syrehälsa avaktiverade Pin1, medan brist på tillväxtfaktor hindrade hjärnan från att bygga nya Pin1.
Tillsammans visade denna modell av minskat blodflöde hur hjärnskador och andra former av stress kan leda till ökade nivåer av cis P-tau och dess toxiska effekter.
AnnonsAdvertisementRelaterad läsning: Visionsproblemen kvarstår för veteraner som drabbats av traumatisk hjärnskada »
Antikroppar till räddning
När de hade identifierat problemproteinet tog Lus team ut på utmaningen att hantera problemet.
De utvecklade en speciell antikropp som kunde märka cis P-tau, samtidigt som de lämnade trans P-tau ensam och neutraliserade det giftiga proteinet inuti cellerna. Antikroppen kan också hindra cis P-tau från att sprida sig till andra celler.
Då kom tid för testen. I deras stressmodell förhindrade administrering av antikropparna celldoden att de hade sett cis-P-tau-orsaken.
Därefter testade forskarna antikropparna i mössen som hade fått hjärnskador. Efter två veckor efter mottagande av antikroppsbehandlingar visade möss med hjärnskador helt normala nivåer av cis P-tau, och nervskadorna på axonerna och energigeneratorerna reverserades. Celldöden stannades i sina spår.
Slutligen testade Lus team beteendet hos mössen. Friska möss visade försiktighet i en riskupptagande uppgift som är typisk för möss. Möss med hjärnskador som hade fått en skamantikropp som placebo visade dock slående riskbeteenden, som många människor som har överlevt hjärnskada.
Men hjärnskadade möss som fick den speciella antikroppen som riktar sig mot cis P-tau visade inte detta riskfyllda beteende. Istället var de lika försiktiga som de friska mössen.
"Våra efterföljande och pågående experiment visar att förbehandling och [hjärn] injektion inte är nödvändig," sade Lu. "Vi kan fördröja antikroppsbehandling [timmar] efter TBI och ge tre till fyra antikroppsinjektioner, vilket är effektivt.Dessa resultat tyder på att en kortvarig antikroppsbehandling efter TBI kan vara tillräcklig för att behandla TBI och förhindra dess långsiktiga konsekvenser om det inte finns någon ytterligare hjärnskada. "
Kan det förebygga Alzheimers?
Vad gäller huruvida denna behandling också kan förhindra utvecklingen av Alzheimers sjukdom, arbetar Lu på problemet.
Eftersom Alzheimers sjukdom är åldersberoende måste han vänta på att hans testmöss blir äldre innan han kommer att se resultat. Men teorin är lovande.
Det finns några begränsningar för hans lags resultat. Musmodeller, särskilt av Alzheimers sjukdom, duplicerar inte den mänskliga versionen av sjukdomen perfekt. Och det kommer att ta tid att utveckla en version av antikroppen som fungerar hos människor.
Men Lu är optimistisk.
"Antikroppsteknologi är ett populärt läkemedelsutvecklingssystem tack vare sin extraordinära specificitet och höga framgångsnivå," sa han. "Processen att konvertera vår nuvarande mus-antikropp till en som kan testas hos människor har dessutom blivit strömlinjeformad och kan göras inom några år. Självklart beror detta på finansiering. ", Han tillade," Dessa fynd avslöjar en roman, gemensam tidig sjukdomsmekanism i sport- och militär-relaterad TBI och Alzheimers sjukdom, och kan leda till tidig diagnos, förebyggande och terapi av dessa förödande sjukdomar. "
Brainscan kan berätta PTSD förutom traumatisk hjärnskada"
