Німецькі вчені виявили трійку потенційних біомаркерів деменції, зокрема хвороби Альцгеймера. Ними виявилися молекули мікро-РНК, рівні яких пов'язані з когнітивними можливостями у мишей та людей. Результати, що можуть призвести до розроблення методу ранньої діагностики хвороби Альцгеймера, опубліковані в журналі EMBO Molecular Medicine.
Testalize.me / Unsplash
Чому важлива рання діагностика хвороби Альцгеймера?
Хвороба Альцгеймера характеризується поступовим та невідворотним погіршенням когнітивних можливостей, і є найпоширенішим типом деменції у літніх людей. Вона розвивається дуже повільно, протягом років, а симптоми її довгий час не привертають достатньої уваги. Наприклад, іноді вона починає проявлятися незначним погіршенням пам'яті, які можуть списувати на вікові особливості. Тому хворобу Альцгеймера частіше виявляють на пізній стадії, коли розлади пам'яті та мислення вже дуже явні. Це одна з можливих причин, чому лікування проявів деменції наразі має обмежену ефективність. Тож зараз активно розробляються доступні, ефективні й малоінвазивні методи раннього виявлення хвороби Альцгеймера, які дозволять вчасно вжити заходів для збереження когнітивної функції. Наприклад, нещодавно науковці представили комп'ютерну модель, що здатна передбачити ризик розвитку хвороби Альцгеймера протягом наступних чотирьох років, виявили ранні біомаркери хвороби в носовому слизі та тканинах ока, а також розробили комбінований підхід для прогнозування на основі результатів аналізу крові та когнітивних тестів. У новій роботі вчені Німецького центру нейродегенеративних захворювань разом із колегами розробили власний потенційний метод раннього діагностування деменції на основі вивчення біомаркерів пацієнта.
Про які біомаркери йдеться цього разу?
Автори зосередилися на вивченні в крові мікро-РНК — невеликих некодуючих молекул РНК, які беруть участь в регуляції експресії генів. Ці сполуки виділяються різними типами клітин, і можуть відрізнятися, у залежності від того чи іншого патологічного стану. Мікро-РНК, що циркулює в крові та сечі, вже й раніше розглядали як біомаркер деяких захворювань, наприклад, пухлин мозку. Але попередні дослідження також пов'язали ці речовини з порушеннями пам'яті та здатності до навчання, і деменцією. Тому зараз вчені поставили собі в завдання визначити специфічні типи мікро-РНК, які можуть вказати на когнітивні порушення та ранню стадію хвороби Альцгеймера.
Щоб досягти бажаного, науковці провели дослідження як на тваринах та культурах клітин, так і за участі людей. Спочатку вони залучили до дослідів 132 молодих здорових людей із середнім віком 26 років, які пройшли серію тестувань на визначення когнітивних можливостей. Також вчені дослідили зразки крові учасників, ізолювали з них РНК та проаналізували їх. Відтак вони зіставили результати аналізу крові та когнітивного тестування, щоб виявити, як показники РНК в крові корелюють із когнітивною функцією.
Так вчені виявили групу молекул, які пов'язані з нижчими показниками когнітивних можливостей, не пов'язаних з освітою чи віком. Надалі для більш точного визначення відповідних мікро-РНК вони провели досліди на мишах із проявами хвороби Альцгеймера, порівнявши мікро-РНК в їхній крові із раніше виявленими показниками молодих людей та зіставивши дані з віком і когнітивними здібностями тварин. Так було ідентифіковано сім мікро-РНК, пов'язаних із погіршеннями пам'яті та віковими змінами їхньої експресії. Щоби ще більше звузити коло пошуків, науковці проаналізували, чи є гени якихось із цих семи мікро-РНК серед 709 генів, що їх у попередньому дослідженні порівняли з когнітивною функцією в людей.
Що вдалося з'ясувати таким чином?
Три типи мікро-РНК виявилися пов'язаними із віковим зниженням когнітивних можливостей. Повторне дослідження на тваринах показало, що концентрація цих сполук у крові сягає піку ще до початку вікових когнітивних порушень, із настанням яких досягає плато. Це вказало на можливість передбачити настання ментальних розладів у мишей.
Наступні досліди на культурі людських нейронів та мозкових органоїдах показали, що ідентифіковані мікро-РНК пов'язані з реакцією клітин на стрес, запаленням, синаптичною пластичністю та активністю нейромереж. Ймовірно, надмірна експресія мікро-РНК порушує ці процеси та призводить до проявів деменції. На це вказує і те, що при блокуванні цих мікро-РНК у мишей суттєво покращувалися пам'ять та здатність до навчання.
Автори підсумовують, що їхні результати свідчать про можливість використання визначених мікроРНК як біомаркерів вікових когнітивних порушень, зокрема хвороби Альцгеймера. Однак для перевірки припущення необхідно провести додаткові дослідження на людях. Крім цього, вчені сподіваються, що їхня робота спонукає вивчати можливість націлення на ці біомаркери медикаментів для ефективного лікування симптомів деменції в людей.