Nowe badania wykazały, że mała cząsteczka o nazwie ISRIB, która została zidentyfikowana na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Francisco, może odwrócić neuronalne i poznawcze skutki wstrząsu mózgu u myszy kilka tygodni po wystąpieniu urazu. ISRIB blokuje zintegrowaną reakcję na stres (ISR), proces kontroli jakości produkcji białka, który może stać się destrukcyjny dla komórek, gdy jest chronicznie aktywowany.
Badanie opublikowane w Proceedings of the National Academy of Sciences wykazało, że ISRIB odwraca skutki urazowego uszkodzenia mózgu (TBI) na obszarach neuronów zwanych kolcami dendrytycznymi , które mają kluczowe znaczenie dla funkcji poznawczych. Myszy leczone lekiem wykazały również trwałą poprawę pamięci roboczej.
„Naszym celem było sprawdzenie, czy ISRIB może złagodzić skutki nerwowe wstrząsu mózgu” – powiedział dr Michael Stryker, współautor badania i profesor fizjologii na UCSF. „Cieszymy się, że lek okazał się niezwykle skuteczny w normalizacji funkcji neuronalnych i poznawczych z trwałymi skutkami”.
TBI jest główną przyczyną długotrwałej niepełnosprawności neurologicznej, z zaburzeniami koncentracji i pamięci wpływającymi na jakość życia pacjentów. Jest to również najsilniejszy środowiskowy czynnik ryzyka demencji — nawet łagodny wstrząs mózgu znacznie zwiększa ryzyko danej osoby.
ISRIB został opracowany w laboratorium dr Petera Waltera. Wcześniejsze badania wykazały, że cząsteczka może skutecznie blokować zintegrowaną reakcję na stres i pokazały dowody na poprawę funkcji poznawczych i zachowania w różnych mysich modelach TBI. Jednak mechanizmy komórkowe, dzięki którym hamowanie ISR przywracały funkcje poznawcze, pozostały nieznane.
Aby to zbadać, doktorantka UCSF, dr Elma Frias, zaczęła badać, w jaki sposób ISR i jego hamowanie wpływa na neurony w korze ciemieniowej, regionie mózgu zaangażowanym w pamięć roboczą. Korzystając z zaawansowanych technik obrazowania, Frias przez wiele dni obserwował wpływ TBI na kolce dendrytyczne, główne miejsce komunikacji pobudzającej między neuronami.
„Niektórzy mogą początkowo uznać to za sprzeczne z intuicją, zakładając, że więcej kolców dendrytycznych byłoby dobrą rzeczą do tworzenia nowych wspomnień” – powiedziała współautorka dr Susanna Rosi, profesor fizykoterapii i chirurgii neurologicznej na UCSF.
Te nowe kolce nie trzymały się jednak zbyt długo, a większość z nich usunięto w ciągu kilku dni, co oznacza, że nie utworzyły trwałych funkcjonalnych połączeń synaptycznych. Ta nienormalna dynamika została szybko odwrócona po potraktowaniu myszy ISRIB. Blokując ISR, lek był w stanie naprawić neuronalne zmiany strukturalne wynikające z uszkodzenia mózgu i przywrócić normalne tempo dynamiki kręgosłupa. Te neuronalne zmiany strukturalne były również związane z poprawą wydajności do normalnego poziomu w behawioralnym teście pamięci roboczej, która utrzymywała się przez ponad miesiąc po ostatnim leczeniu.
„Miesiąc u myszy to dla człowieka kilka lat, więc możliwość odwrócenia skutków wstrząsu mózgu w tak trwały sposób jest naprawdę ekscytująca” – powiedział Frias.
Autorzy sugerują, że TBI wyzwala trwałą aktywację ISR, co z kolei prowadzi do ciągłej proliferacji przejściowych kolców, które nie wspierają tworzenia pamięci. Przyszłe eksperymenty zbadają, czy ISRIB ma podobny wpływ na inne typy komórek, obszary mózgu i zadania poznawcze.
Aktywacja ISR odgrywa rolę w wielu zaburzeniach neurologicznych, w tym chorobie Alzheimera, chorobie Parkinsona, stwardnieniu rozsianym (MS) i stwardnieniu zanikowym bocznym (ALS). Dlatego naukowcy są przekonani, że ISRIB może mieć potencjał terapeutyczny w wielu populacjach pacjentów.
Chociaż nie było dowodów na toksyczność leku u myszy, obecnie badania kliniczne oceniają bezpieczeństwo i skuteczność ISRIB u ludzi.
„To badanie przypomina nam, że mózg jest bardzo plastyczny i można go przebudować i wyleczyć” – powiedział Rosi. „Przez krótkie hamowanie tej ścieżki stresu możemy być w stanie przywrócić zdrowe funkcje synaptyczne i poznawcze w wielu stanach neurologicznych”.
Komentarze
[ z 0]