Alzheimer xəstəliyi olan xəstələrdə erkən mərhələdə sınaqlar və xəstəliyin siçan modellərində aparılan tədqiqatlar 40 Hz qamma diapazonunda təqdim olunan işıq və səsə məruz qalmağın patologiya və simptomlara müsbət təsir göstərdiyini təklif etdi.

Yeni bir araşdırma, 40Hz sensor stimulyasiyanın akson adlanan neyronların siqnal göndərən qollarının miyelin adlı yağlı izolyasiya ilə sarıldığı mühüm prosesi davam etdirməyə necə kömək etdiyini sıfırlayır. Tez-tez beynin “ağ maddəsi” adlandırılan miyelin aksonları qoruyur və beyin dövrələrində daha yaxşı elektrik siqnalının ötürülməsini təmin edir.

“Laboratoriyamızdan əvvəlki nəşrlər əsasən neyronların qorunmasına yönəlmişdir” dedi Li-Huei Tsai, Picower Öyrənmə və Yaddaş İnstitutunun və MIT-in Beyin və Koqnitiv Elmlər Departamentinin Picower Professoru və Təbiət Əlaqələri sahəsində yeni tədqiqatın böyük müəllifi . Tsai, həmçinin MIT-nin Yaşlanma Beyin Təşəbbüsünə rəhbərlik edir. “Ancaq bu araşdırma göstərir ki, bu üsulla qorunan təkcə boz maddə deyil, həm də ağ maddədir.”

Bu il MIT-nin sensor stimullaşdırma texnologiyasına lisenziya verən spin-off şirkəti Cognito Therapeutics, Alzheimer Xəstəliyi Jurnalında 40Hz işıq və səs stimulyasiyasının Alzheimerli könüllülərdə miyelin itkisini əhəmiyyətli dərəcədə yavaşlatdığını göstərən faza II insan sınaq nəticələrini dərc etdi.

Bu il Tsai-nin laboratoriyası həmçinin qamma sensor stimulyasiyasının siçanlara mielini qorumaqla da daxil olmaqla, kemoterapi dərmanlarının nevroloji təsirlərinə tab gətirməyə kömək etdiyini göstərən bir araşdırma nəşr etdi .

Keçmiş postdok Daniela Rodrigues Amorimin rəhbərlik etdiyi Tsai laboratoriyasının üzvləri, yeni araşdırmada, sensor stimullaşdırmanın miyelinasiyanı necə qoruduğunu araşdırmaq üçün mielin itkisinin ümumi siçan modelindən – kimyəvi kuprizonlu pəhrizdən istifadə etdilər.

Amorim və Tsai komandası tapdılar ki, 40Hz işıq və səs kuprizona məruz qalmış siçanların beyinlərində təkcə mielinləşməni qoruyub saxlamır, həm də oliqodendrositləri (neyron aksonları miyelinləşdirən hüceyrələr) qoruyur, neyronların elektrik performansını qoruyur və əsas markeri qoruyur. akson struktur bütövlüyü. Komanda bu faydaların molekulyar əsaslarını araşdırdıqda, onlar sinaps adlanan sinir dövrə əlaqələrinin qorunması da daxil olmaqla, xüsusi mexanizmlərin aydın əlamətlərini tapdılar; “ferroptoz” adlanan oliqodendrosit ölümünün səbəbinin azalması; azaldılmış iltihab; və mikroglia beyin hüceyrələrinin miyelinin zədələnməsini təmizləmək qabiliyyətinin artması, beləliklə yeni mielin bərpa oluna bilər.

İndi İrlandiyanın Galway Universitetində Marie Curie Təqaüdçüsü olan Amorim “Qamma stimullaşdırılması sağlam ətraf mühiti təşviq edir” dedi. “Fərqli effektləri görməyimizin bir neçə yolu var.”

Müəlliflər tədqiqatda yazırlar ki, tapıntılar qamma sensor stimulyasiyasının təkcə Alzheimer xəstələrinə deyil, həm də dağınıq skleroz kimi miyelin itkisi ilə əlaqəli digər xəstəliklərlə mübarizə aparan insanlara kömək edə biləcəyini göstərir.

Miyelinin saxlanması

Tədqiqat aparmaq üçün Tsai və Amorimin komandası bir qrup erkək siçanı kuprizonla qidalandırdılar və başqa bir qrup erkək siçana altı həftə ərzində normal pəhriz verdilər. Cuprizonun miyelinləşməyə ən kəskin təsirini göstərməyə başladığı məlum olan həmin dövrün yarısında, qalan üç həftə ərzində hər qrupdan bəzi siçanları qamma sensasiya stimulyasiyasına məruz qoydular. Bu şəkildə onların dörd qrupu var idi: tamamilə təsirlənməmiş siçanlar, kuprizon qəbul etməmiş, lakin qamma stimulyasiyası alan siçanlar, nəzarət olaraq kuprizon və sabit (lakin 40 Hz deyil) işıq və səs qəbul edən siçanlar və kuprizon və həmçinin qamma qəbul edən siçanlar stimullaşdırma.

Altı həftə keçdikdən sonra elm adamları hər qrupdakı siçanların beyinlərində miyelinləşmə əlamətlərini ölçdülər. Kuprizon ilə qidalanmayan siçanlar gözlənildiyi kimi sağlam səviyyələri qoruyub saxladılar. Kuprizon ilə qidalanan və 40 Hz qamma sensor stimullaşdırılması almayan siçanlar kəskin miyelin itkisi göstərdi. 40 Hz stimulyasiya alan kuprizonla qidalanan siçanlar əhəmiyyətli dərəcədə daha çox mielini saxlayıb, heç vaxt kuprizonla qidalanmayan siçanların sağlamlığına bəzi ölçülərlə, lakin hamısı ilə rəqabət aparıb.

Tədqiqatçılar həmçinin sensor stimullaşdırma ilə daha yaxşı sağ qalıb-qalmadıqlarını öyrənmək üçün oliqodendrositlərin sayına baxdılar. Bir sıra tədbirlər kuprizonla qidalanan siçanlarda beynin korpus kallosum bölgəsindəki oliqodendrositlərin (beynin yarımkürələrini birləşdirdiyi üçün sinir siqnallarının keçidi üçün əsas nöqtə) nəzərəçarpacaq dərəcədə azaldığını aşkar etdi. Lakin kuprizonla qidalanan və həmçinin qamma stimulyasiyası ilə müalicə olunan siçanlarda hüceyrələrin sayı sağlam səviyyələrə daha yaxın idi.

Korpus kallosumdakı sinir aksonları arasında elektrofizioloji testlər göstərdi ki, qamma sensor stimullaşdırılması 40Hz stimullaşdırma ilə müalicə olunmayan kuprizonla qidalanan siçanlar ilə müqayisədə qamma stimullaşdırılması alan kuprizonla qidalanan siçanlarda təkmilləşdirilmiş elektrik performansı ilə əlaqələndirilir. Tədqiqatçılar beynin anterior singulat korteks bölgəsinə baxdıqda, aksonların struktur bütövlüyünə siqnal verən MAP2 zülalının kuprizon və qamma stimulyasiyası alan siçanlarda kuprizonla qidalanan siçanlarla müqayisədə daha yaxşı qorunduğunu gördülər. .

Molekulyar mexanizmlər

Tədqiqatın əsas məqsədi 40Hz sensor stimullaşdırmanın miyelini qoruya biləcəyi mümkün yolları müəyyən etmək idi.

Tədqiq etmək üçün tədqiqatçılar hər bir siçan qrupunda zülal ifadəsinin geniş təhlilini apardılar və kuprizon pəhrizi və qamma tezliyinin stimullaşdırılmasına məruz qalma əsasında hansı zülalların diferensial şəkildə ifadə edildiyini müəyyən etdilər. Təhlil nəzarət stimulyasiyasına məruz qalmış kuprizon siçanları ilə kuprizon-plus-qamma siçanları arasında fərqli təsir dəstlərini ortaya qoydu.

Effektlərin bir dəstinin diqqət çəkən məqamı qamma ilə müalicə olunan kuprizonla qidalanan siçanlarda MAP2-nin artması idi. Başqa bir dəstdə diqqət çəkən məqam, nəzarət stimulyasiyası alan kuprizon siçanlarının sinapslarla əlaqəli zülalların ifadəsində əhəmiyyətli bir çatışmazlıq göstərməsi idi. Qamma ilə müalicə olunan kuprizonla qidalanan siçanlar , sinaptik qorunma göstərən 2019-cu ildə Alzheimerin 40Hz tədqiqatının nəticələrini əks etdirən heç bir əhəmiyyətli itki göstərmədilər . Tədqiqatçılar yazıb ki, bu nəticə vacibdir, çünki sinapsların saxlanmasından asılı olan sinir dövrəsinin fəaliyyəti mielinin qorunması ilə bağlıdır. Onlar birbaşa beyin toxumalarına baxaraq protein ifadəsi nəticələrini təsdiqlədilər.

Zülal ifadəsinin başqa bir dəsti başqa bir vacib mexanizmə işarə etdi: ferroptoz. Dəmirin səhv metabolizmasının hüceyrələrdə reaktiv oksigen növlərinin ölümcül yığılmasına səbəb olduğu bu fenomen kuprizon siçan modelində oliqodendrositlər üçün məlum problemdir. İşarələr arasında, iltihab reaksiyasını tetikleyen ferroptozla əlaqəli zərərin markeri olan HMGB1 zülalının ifadəsində kuprizonla qidalanan, nəzarət stimullaşdırıcı siçanlarda artım var idi. Qamma stimullaşdırılması, lakin HMGB1 səviyyəsini azaldır.

Kuprizon demiyelinləşməsinə hüceyrə və molekulyar reaksiyaya və qamma stimulyasiyasının təsirlərinə daha dərindən baxaraq, komanda tək hüceyrəli RNT sıralama texnologiyasından istifadə edərək gen ifadəsini qiymətləndirdi. Onlar tapdılar ki, astrositlər və mikroqliya kuprizona nəzarət edən siçanlarda çox iltihablı olur, lakin qamma stimulyasiyası bu reaksiyanı sakitləşdirir. Daha az hüceyrə iltihablı oldu və toxumaların birbaşa müşahidələri mikrogliaların miyelin zibilini təmizləməkdə daha bacarıqlı olduğunu göstərdi ki, bu da təmirin həyata keçirilməsində əsas addımdır.

Komanda həmçinin kuprizonla qidalanan siçanlardakı oliqodendrositlərin 40Hz sensor stimulyasiyaya məruz qalması ilə bağlı daha yaxşı sağ qalmağı öyrənib. HSP70 kimi qoruyucu zülalların ifadəsi, ferroptozu məhdudlaşdıran proseslərin əsas tənzimləyicisi olan GPX4-ün ifadəsi artdı.

Amorim və Tsai ilə yanaşı, qəzetin digər müəllifləri Lorenzo Bozzelli, TaeHyun Kim, Livanq Liu, Oliver Gibson, Cheng-Yi Yang, Mitch Murdock, Fabiola Galiana-Meléndez, Brooke Schatz, Alexis Davison, Md Rezaul Park, Dong Shindir. , Ravikiran M. Raju, Fatema Abdurrob, Alissa J. Nelson, Jian Min Ren, Vicky Yang və Matthew P. Stokes.

Daha çox məlumat: Daniela Rodrigues-Amorim et al, Multisensor qamma stimullaşdırılması kişi siçanlarda kuprizon tərəfindən törədilən demyelinasiyanın təsirlərini azaldır, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-51003-7

Jurnal məlumatı: Alzheimer Xəstəliyi Jurnalı , Təbiət Əlaqələri

Massaçusets Texnologiya İnstitutu tərəfindən təmin edilmişdir