Powstawanie wspomnień a choroba Alzheimera

 

Zespół naukowców pracujący pod kierunkiem Brytyjczyków zidentyfikował jedno z kluczowych białek biorących udział w procesie uczenia się i powstawania wspomnień. Odkrycia, opisane w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), mają niebagatelne znaczenie dla badań nad chorobą Alzheimera.

Naukowcy od dawna dążyli do ustalenia dokładnego mechanizmu, który mózg wykorzystuje do uczenia się i tworzenia długotrwałych wspomnień. Wspomnienia są przechowywane w złożonej sieci neuronów. W tym celu neurony muszą aktywować mechanizm tworzenia nowych białek wzmacniających połączenia (synapsy) między nimi. Wiadomo, że grupa receptorów sprzężonych z białkami G (ang. G protein-coupled receptors – GPCR) odgrywa ważną rolę w regulowaniu uczenia się oraz pamięci. Podtyp białek GPCR, zwany "rodziną receptorów acetylcholinowomuskarynowych", bierze udział w chorobie Alzheimera. Niedawno prowadzone badania koncentrowały się na receptorze muskarynowym M1, niemniej wyniki były niepewne.
W ostatnich badaniach naukowcy skoncentrowali się na receptorze muskarynowym M3, czyli białku o rozpowszechnionej ekspresji w ośrodkowym układzie nerwowym. Zbadali rodzaj myszy, której receptor muskarynowy M3 miał niedobór fosforylacji (polegającej na dodawaniu do białka fosforu, który może je aktywować lub dezaktywować). Myszy zostały poddane warunkowaniu strachem, a następnie ich wyniki porównano z wynikami normalnych myszy. Po zakończeniu testów poddano analizie tkankę mózgową. Naukowcy odkryli, że zarówno receptor M3, jak i jego stan fosforylacji mają zasadnicze znaczenie dla procesów uczenia się i procesów pamięciowych.
"Białko to występuje w części mózgu, w której przechowywane są wspomnienia" – wyjaśnia profesor Andrew Tobin z Uniwersytetu w Leicester, Wlk. Brytania. "Odkryliśmy, że aby powstało jakiekolwiek wspomnienie potrzebna jest aktywacja białka zwanego receptorem muskarynowym M3."
Grupa odkryła, że receptor muskarynowy M3 przechodzi niezwykle specyficzną zmianę w czasie tworzenia się wspomnienia. Co więcej bez przejścia tej zmiany wspomnienie nie powstanie. "Pod tym względem wyniki naszych badań ujawniają co najmniej jeden z mechanizmów molekularnych funkcjonujących w mózgu, kiedy powstaje wspomnienie i jako takie stanowią ogromny przełom w naszej wiedzy na temat powstawania wspomnień" – mówi profesor Tobin.
Wyniki badań rzucają światło na istotne kwestie związane z funkcjonowaniem mózgu i pomogą naukowcom w poznaniu przyczyn choroby Alzheimera. Postępująca forma demencji niszczy komórki mózgowe, powodując poważną utratę pamięci oraz problemy z myśleniem i zachowaniem. Jak na razie nie ma na nią lekarstwa.
"Te odkrycia są interesujące nie tylko same w sobie – mają również istotne znaczenie z punktu widzenia klinicznego" – wskazuje profesor Tobin. "Jednym z głównych objawów choroby Alzheimera jest utrata pamięci. Wyniki naszych badań identyfikują jeden z kluczowych procesów biorących udział w powstawaniu wspomnień i uczeniu się, i jak stwierdzamy w artykule – opracowanie leków ukierunkowanych na białko zidentyfikowane w ramach naszych badań pomoże w leczeniu choroby Alzheimera."
Profesor Tobin dodaje: "Przyglądanie się procesom molekularnym prowadzącym do powstania wspomnień było fascynujące. Cieszymy się nie tylko z naukowego znaczenia naszego odkrycia, ale również z perspektywy, że wyniki naszych prac mogą przydać się w opracowywaniu leków na chorobę Alzheimera."

Prace naukowców zostały częściowo dofinansowane z grantu Marie Curie dla najlepszych Szóstego Programu Ramowego (6PR) UE.

Więcej informacji:
Uniwersytet w Leicester:
http://www2.le.ac.uk/
Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS):
http://www.pnas.org/