Alzheimer: Işık terapisi beyni nasıl koruyabilir?
Araştırmacılar daha önce bir tür ışık terapisinin Alzheimer hastalığında beyinde biriken toksik proteinleri potansiyel olarak azaltabileceğini göstermişlerdi. Şimdi, aynı ekip bu sonuca ulaşmak için hücre düzeyinde ne olduğunu belirledi.
2016'da Cambridge'deki Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'ndeki (MIT) bilim adamları, farelerin gözlerine titreyen bir ışık tutmanın Alzheimer hastalığı ile beyinde oluşan amiloid ve tau proteinlerinin toksik birikimini azaltabileceğini keşfettiler.
Işık terapisi, gama salınımı adı verilen bir beyin dalgası biçimini güçlendiriyor ve bu araştırma, Alzheimer hastalığı olan kişilerde bozulduğunu gösteriyor.
Daha yakın zamanlarda MIT ekibi, ışık terapisini ses terapisiyle birleştirmenin faydalı etkileri daha da genişlettiğini ortaya çıkardı.
Bu çalışmalar, ışık terapisinin genetik olarak Alzheimer hastalığı geliştirmeye yatkın farelerde hafızayı ve durumu olmayan yaşlı farelerde uzamsal hafızayı geliştirebileceğini de gördü.
Şu anda dergide yer alan en son araştırma Nöron, Alzheimer'ın fare modellerinde gama salınımlarını artırmanın sinir hücreleri arasındaki bağlantıyı iyileştirebileceğini, iltihabı azaltabileceğini ve hücre ölümüne karşı koruma sağlayabileceğini göstermiştir.
Ayrıca, tedavinin geniş kapsamlı etkilerinin yalnızca sinir hücrelerini veya nöronları değil, aynı zamanda mikroglia adı verilen bir tür bağışıklık hücresini de içerdiğini gösterir.
Sinirbilim profesörü ve MIT'deki Picower Öğrenme ve Hafıza Enstitüsü direktörü olan kıdemli çalışma yazarı Li-Huei Tsai, “öyle görünüyor ki, nörodejenerasyon büyük ölçüde engelleniyor” diyor.
Alzheimer ve toksik proteinler
Alzheimer hastalığı, geri dönüşü olmayan hücre kaybı yoluyla beyin dokusunu ve ilişkili işlevi kademeli olarak yok eden bir durumdur.
Alzheimer's Disease International'ın 2018 raporu, dünya çapında 50 milyon insanın bunama hastası olduğunu ve bunların üçte ikisinin Alzheimer hastalığının neden olduğunu ortaya koyuyor.
Bazı tedaviler Alzheimer'ın semptomlarını bir süreliğine yavaşlatsa da, henüz hiçbiri durumu iyileştiremez.
Alzheimer hastalığı olan kişilerde beyin, bunama semptomları yaşamadan çok önce değişmeye başlar. Bu tür belirtiler, düşünme ve hatırlama güçlüklerini içerir.
Özellikle iki değişiklik, sinir hücreleri arasında beta-amiloid proteininin toksik birikintilerinin veya plaklarının gelişmesi ve hücrelerin içinde tau proteininin toksik düğümlerinin oluşmasıdır.
Prof. Tsai ve meslektaşları, Alzheimer hastalığı olan kişilerin beyinde başka bir değişiklik daha gösterdiğini açıklıyor: "gama frekans bandında salınımların gücünün azalması".
Bilim adamları, gama salınımlarının hafıza ve dikkat gibi işlevler için önemli bir beyin dalgası türü olduğunu öne sürdüler.
Araştırmacılar, daha önceki çalışmalarında, saniyede 40 döngü hızında titreşen ışığa veya hertz'e maruz kalmanın, farelerde beynin görsel korteksinde gama salınımlarını uyardığını göstermişlerdi.
Aynı frekansta atan ses tonlarının eklenmesi, ışık terapisinin plak azaltıcı etkisini artırdı ve onu görsel korteksin ötesine, hipokampa ve prefrontal korteksin bir kısmına doğru genişletti.
Her iki tedaviden gama salınımları da Alzheimer hastalığının fare modellerinde hafıza fonksiyonunda iyileşmelere yol açtı.
Olağanüstü düzeyde nöroproteksiyon
Yeni çalışma ile araştırmacılar, bu faydalara yol açan temel mekanizmalar hakkında daha fazla bilgi edinmek istediler.
Bunu yapmak için, Alzheimer'ın iki fare modelini kullandılar: Tau P301S ve CK-p25. Prof. Tsai, her iki tür farenin de daha önceki ışık terapisi çalışmalarında kullandıkları modele göre çok daha fazla sinir hücresi kaybı yaşadıklarını söylüyor.
Tau P301S fareleri, Alzheimer hastalığı olan insanların beyin hücrelerinde meydana gelenler gibi hücrelerin içinde dolaşan bir mutant tau proteini üretir. CK-p25 fareleri, "şiddetli nörodejenerasyona" neden olan p25 adlı bir protein üretir.
Ekip, nörodejenerasyonun beklenen başlangıcından önce başlayan günlük ışık terapisinin her iki fare türü üzerinde de dikkate değer etkiler yarattığını gördü.
3 haftalık tedavi gören Tau P301S fareleri, tedavi edilmeyen farelerdeki nöron kaybının% 15-20'si ile karşılaştırıldığında hiçbir nöron dejenerasyonu belirtisi göstermedi.
Sonuç, 6 haftalık tedavi gören CK-p25 farelerinde aynıydı.
Prof. Tsai, “20 yılı aşkın süredir p25 proteini ile çalıştığını” ve proteinin beyin için çok toksik olduğunu iddia ediyor. Ancak daha önce hiç böyle bir sonuç görmedi. "Çok şok edici" diye ekliyor.
“P25 transgen ekspresyon seviyelerinin tedavi edilen ve tedavi edilmeyen farelerde tamamen aynı olduğunu, ancak tedavi edilen farelerde nörodejenerasyon olmadığını bulduk” diye açıklıyor.
Araştırmacılar farelerin uzaysal hafızasını test ettiklerinde, şaşırtıcı sonuçlar da buldular: Işık terapisi, Alzheimer hastalığını geliştirmek için genetik olarak programlanmamış yaşlı farelerde performansı artırdı, ancak daha genç, benzer fareler üzerinde hiçbir etkisi olmadı.
Gen aktivitesinde belirgin farklılıklar
Araştırmacılar ayrıca tedavi edilen ve tedavi edilmeyen farelerdeki gen değişikliklerini de inceledi. Tedavi edilmeyen farelerin sinir hücrelerinin, DNA'yı onaran genlerde ve sinir hücreleri arasındaki bağlantıları çalıştırmaya yardımcı olanlarda azalmış aktiviteye sahip olduğunu buldular. Tedavi gören fareler ise bu genlerde daha fazla aktivite gösterdi.
Ayrıca, tedavi edilen farelerin sinir hücreleri arasında daha fazla bağlantıya sahip olduğunu ve bunların daha uyumlu çalıştığını gördüler.
Bilim adamları ayrıca mikroglia'daki gen aktivitesini veya beyindeki hücre atığını ve diğer kalıntıları temizlemeye yardımcı olan bağışıklık hücrelerini de araştırdılar.
Bu araştırmalar, enflamasyonu teşvik eden genlerin ışık terapisi almayan farelerde daha aktif olduğunu ortaya çıkardı. Bununla birlikte, tedavi edilen fareler, bu genlerde belirgin bir aktivite eksikliği gösterdi. Ayrıca, mikroglia'nın hareket etme kabiliyetini etkileyen genlerde artan aktivite gösterdiler.
Çalışma yazarları, bu bulguların, ışık tedavisinin mikroglia'nın iltihapla başa çıkma yeteneğini güçlendirdiğini öne sürdüğünü açıklıyor. Belki de zehirli plaklar ve karışıklıklar oluşturmak için birikebilen hatalı proteinler de dahil olmak üzere atık materyalleri daha iyi temizlemelerini sağladı.
Prof. Tsai bize önemli bir sorunun hala cevabı olmadığını hatırlatıyor: Gama salınımı bu çeşitli koruma biçimlerini nasıl tetikliyor?
Belki de salınımlar sinir hücrelerinin içinde bir şey başlattı. Prof. Tsai, sinir hücrelerinin "ana düzenleyiciler" olduğunu düşünmekten hoşlandığını söylüyor.
"Pek çok insan bana bu yararlı etkide mikroglia'nın en önemli hücre türü olup olmadığını soruyor, ancak dürüst olmak gerekirse, gerçekten bilmiyoruz."
Prof. Li-Huei Tsai
