Νέα έρευνα δείχνει ότι πρώιμα κινητικά προβλήματα που συνδέονται με τη νόσο Alzheimer ίσως ξεκινούν εκτός εγκεφάλου, στο περιφερικό νευρικό σύστημα. Αν επιβεβαιωθεί, η ανακάλυψη μπορεί να οδηγήσει σε πιο έγκαιρη διάγνωση και νέες θεραπευτικές προσεγγίσεις, αλλάζοντας ριζικά την κατανόηση της νόσου
Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Κεντρικής Florida αναφέρουν ότι ορισμένα πρώιμα κινητικά προβλήματα που συνδέονται με τη νόσο Alzheimer μπορεί να ξεκινούν εκτός εγκεφάλου, θέτοντας νέα ερωτήματα για το πού αρχίζει η ασθένεια και πόσο νωρίς μπορεί να ανιχνευθεί.
Αν επιβεβαιωθεί σε περαιτέρω μελέτες, το εύρημα θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί λεπτές αλλαγές στο βάδισμα, την ισορροπία ή τον μυϊκό έλεγχο εμφανίζονται μερικές φορές πριν γίνει εμφανής η απώλεια μνήμης.
Η μελέτη πραγματοποιήθηκε υπό την καθοδήγηση του καθηγητή James Hickman και της ερευνήτριας Xiufang «Nadine» Guo.
Σε συνεργασία με επιστήμονες της εταιρείας τεχνολογίας υγείας Hesperos, η ομάδα χρησιμοποίησε εργαστηριακά αναπτυγμένα ανθρώπινα κυτταρικά συστήματα που μιμούνται τη λειτουργία του σώματος, για να εξετάσει πώς γενετικές μεταλλάξεις που σχετίζονται με την οικογενή μορφή του Alzheimer επηρεάζουν την κίνηση.
Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Alzheimer’s & Dementia: The Journal of the Alzheimer’s Association.
«Τα κινητικά ελλείμματα μπορεί να είναι μια πρώιμη ένδειξη (του Alzheimer)», αναφέρει η Guo. «Αν μπορέσουμε να εντοπίσουμε αυτές τις αλλαγές και να παρέμβουμε νωρίτερα, αυτό θα μπορούσε να καθυστερήσει την εμφάνιση συμπτωμάτων στο κεντρικό νευρικό σύστημα».
Πώς συνδέονται η κίνηση και το Alzheimer
Η οικογενής μορφή του Alzheimer είναι μια σπάνια κληρονομική εκδοχή της νόσου που εμφανίζεται νωρίτερα (μεταξύ 40 και 65 ετών) σε σχέση με τη συχνότερη μορφή.
Αν και το Alzheimer είναι γνωστό κυρίως για απώλεια μνήμης και άνοια, οι γιατροί έχουν εδώ και καιρό παρατηρήσει ότι ορισμένοι ασθενείς παρουσιάζουν αλλαγές στην ισορροπία, στο βάδισμα ή στην κίνηση χρόνια πριν εμφανιστούν γνωστικά συμπτώματα.
Αυτά τα πρώιμα σημάδια υποδηλώνουν ότι η νόσος μπορεί να ξεκινά εκτός εγκεφάλου!
Χρησιμοποιώντας προηγμένες εργαστηριακές τεχνικές, οι ερευνητές έδειξαν ότι επηρεασμένοι κινητικοί νευρώνες μπορούν να διαταράξουν τη νευρομυϊκή σύναψη — μια κρίσιμη σύνδεση για την κίνηση — ακόμη και χωρίς συμμετοχή του εγκεφάλου.
«Είναι η πρώτη φορά που αποδεικνύεται ότι ελλείμματα στο περιφερικό νευρικό σύστημα μπορούν να προκύψουν άμεσα από αυτές τις μεταλλάξεις», δήλωσε ο Hickman. «Αυτό σημαίνει ότι φάρμακα που στοχεύουν μόνο τον εγκέφαλο ίσως δεν διορθώνουν προβλήματα στο υπόλοιπο σώμα».
Η Guo προσθέτει ότι η διατήρηση της κινητικής λειτουργίας μπορεί να ωφελήσει και την υγεία του εγκεφάλου, καθώς η σωματική δραστηριότητα συνδέεται με τη γνωστική ευεξία.
Πώς δημιουργούνται μοντέλα ασθενειών στο εργαστήριο
Για να μελετήσουν τις επιδράσεις των μεταλλάξεων, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν την τεχνολογία «human-on-a-chip» που ανέπτυξε η Hesperos. Αυτά τα μικροσυστήματα αναπαριστούν τον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούν τα ανθρώπινα κύτταρα, προσφέροντας πιο ρεαλιστική προσέγγιση σε σχέση με παραδοσιακά μοντέλα.
Η ομάδα δημιούργησε ένα «νευρομυϊκό σύστημα σε τσιπ», το οποίο αναπαράγει τη σύνδεση μεταξύ κινητικών νευρώνων και μυϊκών κυττάρων, χωρίς να περιλαμβάνει εγκέφαλο ή νωτιαίο μυελό. Έτσι μπόρεσαν να εξετάσουν αν τα προβλήματα κίνησης μπορούν να εμφανιστούν ανεξάρτητα από το κεντρικό νευρικό σύστημα.
Συνδυάζοντας υγιή μυϊκά κύτταρα με κινητικούς νευρώνες που προέρχονται από βλαστοκύτταρα με μεταλλάξεις Alzheimer, διαπίστωσαν ότι τα προβλήματα κίνησης μπορεί να ξεκινούν από περιφερικά νευρικά δίκτυα.
Γιατί είναι κρίσιμη η σύνδεση νεύρου-μυός
Η νευρομυϊκή σύναψη είναι το σημείο όπου ένα νεύρο δίνει εντολή σε έναν μυ να συσπαστεί. Βλάβες σε αυτή τη σύνδεση μπορούν να μειώσουν τη δύναμη, τον συντονισμό και την αντοχή.
Οι ερευνητές μέτρησαν πόσο αποτελεσματικά τα νευρικά σήματα προκαλούσαν μυϊκές συσπάσεις και πόσο διαρκούσε η δραστηριότητα πριν την κόπωση - μεθόδους παρόμοιες με αυτές που χρησιμοποιούνται στην κλινική αξιολόγηση κινητικών διαταραχών.
Το μέλλον της τεχνολογίας «human-on-a-chip»
Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι αυτή η προσέγγιση θα διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη φαρμάκων, καθώς επιτρέπει πιο ακριβή μελέτη των ανθρώπινων ασθενειών.
Επειδή τα συστήματα αυτά χρησιμοποιούν ανθρώπινα κύτταρα και καταγράφουν πραγματικές βιολογικές λειτουργίες, μπορούν να αποκαλύψουν αποτελέσματα που δεν εμφανίζονται σε μελέτες σε ζώα.
Για τον Hickman, η έρευνα αυτή αποτελεί συνέχεια τριών δεκαετιών επιστημονικής δουλειάς με στόχο την καλύτερη κατανόηση και θεραπεία ασθενειών.
«Αυτά τα συστήματα μας επιτρέπουν να μελετάμε τις ασθένειες πιο κοντά σε ό,τι πραγματικά συμβαίνει στο ανθρώπινο σώμα - και αυτό είναι κρίσιμο για την ανάπτυξη καλύτερων θεραπειών», δήλωσε.
www.bankingnews.gr
Αν επιβεβαιωθεί σε περαιτέρω μελέτες, το εύρημα θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί λεπτές αλλαγές στο βάδισμα, την ισορροπία ή τον μυϊκό έλεγχο εμφανίζονται μερικές φορές πριν γίνει εμφανής η απώλεια μνήμης.
Η μελέτη πραγματοποιήθηκε υπό την καθοδήγηση του καθηγητή James Hickman και της ερευνήτριας Xiufang «Nadine» Guo.
Σε συνεργασία με επιστήμονες της εταιρείας τεχνολογίας υγείας Hesperos, η ομάδα χρησιμοποίησε εργαστηριακά αναπτυγμένα ανθρώπινα κυτταρικά συστήματα που μιμούνται τη λειτουργία του σώματος, για να εξετάσει πώς γενετικές μεταλλάξεις που σχετίζονται με την οικογενή μορφή του Alzheimer επηρεάζουν την κίνηση.
Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Alzheimer’s & Dementia: The Journal of the Alzheimer’s Association.
«Τα κινητικά ελλείμματα μπορεί να είναι μια πρώιμη ένδειξη (του Alzheimer)», αναφέρει η Guo. «Αν μπορέσουμε να εντοπίσουμε αυτές τις αλλαγές και να παρέμβουμε νωρίτερα, αυτό θα μπορούσε να καθυστερήσει την εμφάνιση συμπτωμάτων στο κεντρικό νευρικό σύστημα».
Πώς συνδέονται η κίνηση και το Alzheimer
Η οικογενής μορφή του Alzheimer είναι μια σπάνια κληρονομική εκδοχή της νόσου που εμφανίζεται νωρίτερα (μεταξύ 40 και 65 ετών) σε σχέση με τη συχνότερη μορφή.
Αν και το Alzheimer είναι γνωστό κυρίως για απώλεια μνήμης και άνοια, οι γιατροί έχουν εδώ και καιρό παρατηρήσει ότι ορισμένοι ασθενείς παρουσιάζουν αλλαγές στην ισορροπία, στο βάδισμα ή στην κίνηση χρόνια πριν εμφανιστούν γνωστικά συμπτώματα.
Αυτά τα πρώιμα σημάδια υποδηλώνουν ότι η νόσος μπορεί να ξεκινά εκτός εγκεφάλου!
Χρησιμοποιώντας προηγμένες εργαστηριακές τεχνικές, οι ερευνητές έδειξαν ότι επηρεασμένοι κινητικοί νευρώνες μπορούν να διαταράξουν τη νευρομυϊκή σύναψη — μια κρίσιμη σύνδεση για την κίνηση — ακόμη και χωρίς συμμετοχή του εγκεφάλου.
«Είναι η πρώτη φορά που αποδεικνύεται ότι ελλείμματα στο περιφερικό νευρικό σύστημα μπορούν να προκύψουν άμεσα από αυτές τις μεταλλάξεις», δήλωσε ο Hickman. «Αυτό σημαίνει ότι φάρμακα που στοχεύουν μόνο τον εγκέφαλο ίσως δεν διορθώνουν προβλήματα στο υπόλοιπο σώμα».
Η Guo προσθέτει ότι η διατήρηση της κινητικής λειτουργίας μπορεί να ωφελήσει και την υγεία του εγκεφάλου, καθώς η σωματική δραστηριότητα συνδέεται με τη γνωστική ευεξία.
Πώς δημιουργούνται μοντέλα ασθενειών στο εργαστήριο
Για να μελετήσουν τις επιδράσεις των μεταλλάξεων, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν την τεχνολογία «human-on-a-chip» που ανέπτυξε η Hesperos. Αυτά τα μικροσυστήματα αναπαριστούν τον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούν τα ανθρώπινα κύτταρα, προσφέροντας πιο ρεαλιστική προσέγγιση σε σχέση με παραδοσιακά μοντέλα.
Η ομάδα δημιούργησε ένα «νευρομυϊκό σύστημα σε τσιπ», το οποίο αναπαράγει τη σύνδεση μεταξύ κινητικών νευρώνων και μυϊκών κυττάρων, χωρίς να περιλαμβάνει εγκέφαλο ή νωτιαίο μυελό. Έτσι μπόρεσαν να εξετάσουν αν τα προβλήματα κίνησης μπορούν να εμφανιστούν ανεξάρτητα από το κεντρικό νευρικό σύστημα.
Συνδυάζοντας υγιή μυϊκά κύτταρα με κινητικούς νευρώνες που προέρχονται από βλαστοκύτταρα με μεταλλάξεις Alzheimer, διαπίστωσαν ότι τα προβλήματα κίνησης μπορεί να ξεκινούν από περιφερικά νευρικά δίκτυα.
Γιατί είναι κρίσιμη η σύνδεση νεύρου-μυός
Η νευρομυϊκή σύναψη είναι το σημείο όπου ένα νεύρο δίνει εντολή σε έναν μυ να συσπαστεί. Βλάβες σε αυτή τη σύνδεση μπορούν να μειώσουν τη δύναμη, τον συντονισμό και την αντοχή.
Οι ερευνητές μέτρησαν πόσο αποτελεσματικά τα νευρικά σήματα προκαλούσαν μυϊκές συσπάσεις και πόσο διαρκούσε η δραστηριότητα πριν την κόπωση - μεθόδους παρόμοιες με αυτές που χρησιμοποιούνται στην κλινική αξιολόγηση κινητικών διαταραχών.
Το μέλλον της τεχνολογίας «human-on-a-chip»
Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι αυτή η προσέγγιση θα διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη φαρμάκων, καθώς επιτρέπει πιο ακριβή μελέτη των ανθρώπινων ασθενειών.
Επειδή τα συστήματα αυτά χρησιμοποιούν ανθρώπινα κύτταρα και καταγράφουν πραγματικές βιολογικές λειτουργίες, μπορούν να αποκαλύψουν αποτελέσματα που δεν εμφανίζονται σε μελέτες σε ζώα.
Για τον Hickman, η έρευνα αυτή αποτελεί συνέχεια τριών δεκαετιών επιστημονικής δουλειάς με στόχο την καλύτερη κατανόηση και θεραπεία ασθενειών.
«Αυτά τα συστήματα μας επιτρέπουν να μελετάμε τις ασθένειες πιο κοντά σε ό,τι πραγματικά συμβαίνει στο ανθρώπινο σώμα - και αυτό είναι κρίσιμο για την ανάπτυξη καλύτερων θεραπειών», δήλωσε.
www.bankingnews.gr
Σχόλια αναγνωστών