Choroba Alzheimera może wkrótce zostać wyleczona lekami na HIV
Nowe badania pokazują, że enzym HIV odgrywa kluczową rolę w wywoływaniu patologii mózgu związanej z chorobą Alzheimera poprzez zmianę genu APP. Odkrycia gwarantują „natychmiastową ocenę kliniczną terapii przeciwretrowirusowych HIV u osób z chorobą Alzheimera” - twierdzą autorzy badania.
Uznawana za „najbardziej niedoceniany kryzys zdrowia publicznego XXI wieku” choroba Alzheimera jest szóstą główną przyczyną zgonów w Stanach Zjednoczonych i nie ma na nią znanego lekarstwa.
Obecnie 5,7 miliona ludzi w Stanach Zjednoczonych cierpi na tę chorobę, a Centers for Disease Control and Prevention (CDC) przewidują, że obciążenie chorobą podwoi się do 2060 roku.
Choroba Alzheimera stanowi również poważne obciążenie dla amerykańskiego systemu opieki zdrowotnej. Według ostatnich szacunków choroba Alzheimera i inne formy demencji kosztowały w 2015 roku 226 miliardów dolarów, a bliscy spędzają miliardy bezpłatnych godzin opiekując się osobami z tą chorobą. Około 40 procent tych opiekunów ma depresję.
Społeczność medyczna ciężko pracuje, próbując zrozumieć, w jaki sposób dochodzi do tej wyniszczającej choroby i co można zrobić, aby ją zatrzymać. Na przykład jedną ze wskazówek, które do tej pory mają naukowcy, jest tak zwany gen APP.
Gen APP koduje białko zwane białkiem prekursorowym amyloidu, które znajduje się w mózgu i rdzeniu kręgowym, wśród innych tkanek i narządów.
Chociaż dokładna rola białka APP jest nadal nieznana, naukowcy odkryli powiązania między mutacjami w tym genie a ryzykiem wystąpienia choroby Alzheimera o wczesnym początku. W szczególności ponad 50 różnych mutacji w genie APP może wywołać stan, co stanowi około 10 procent wszystkich przypadków choroby Alzheimera o wczesnym początku.
Nowe badania, opublikowane w czasopiśmie Natura, oferuje bezprecedensowe odkrycia dotyczące genu APP. Naukowcy z Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute (SBP) w La Jolla w Kalifornii odkryli, że ten sam rodzaj enzymu, który umożliwia wirusowi HIV zakażanie komórek, rekombinuje gen APP w sposób, który tworzy tysiące nowych wariantów genetycznych w neuronach ludzi z chorobą Alzheimera.
Odkrycia mogą nie tylko wyjaśnić, w jaki sposób APP napędza toksyczne gromadzenie się białek beta-amyloidu - co jest cechą charakterystyczną choroby Alzheimera - ale także „fundamentalnie zmienić sposób, w jaki rozumiemy mózg i chorobę Alzheimera”, według dr Jerold Chun. D., starszy autor nowej pracy.
Co najważniejsze, nowe wyniki sugerują, że terapie antyretrowirusowe, które są obecnie stosowane w leczeniu HIV, mogą być również przydatne w leczeniu choroby Alzheimera.
Kiedy rekombinacja genów „idzie źle”
Dr Chun i jego zespół wykorzystali najnowocześniejsze techniki analizy, które skupiały się na próbkach pojedynczych i wielu komórek, aby zbadać gen APP w próbkach Alzheimera i zdrowych mózgach.
Odkryli, że gen APP powoduje powstawanie nowych wariacji genetycznych w neuronach poprzez proces rekombinacji genetycznej. W szczególności proces wymaga odwrotnej transkryptazy, która jest tym samym enzymem, który występuje w HIV.
Odwrotna transkrypcja i „ponowne wstawienie wariantów genetycznych z powrotem do pierwotnego genomu” stworzyły trwałe zmiany DNA, które nastąpiły „mozaikowo”.
„Rekombinacja genów została odkryta jako zarówno normalny proces w mózgu, jak i ten, który przebiega nieprawidłowo w chorobie Alzheimera” - wyjaśnia dr Chun, który jest także profesorem i starszym wiceprezesem Neuroscience Drug Discovery w SBP.
Naukowcy podają, że 100 procent próbek mózgu, które wykazywały stan neurodegeneracyjny, miało również nieproporcjonalnie dużą liczbę różnych wariacji genetycznych APP w porównaniu ze zdrowymi mózgami.
Główny autor badania wyjaśnia: „Jeśli wyobrazimy sobie DNA jako język, którego używa każda komórka do„ mówienia ”, odkryliśmy, że w neuronach tylko jedno słowo może wytworzyć wiele tysięcy nowych, wcześniej nierozpoznanych słów”.
„To trochę przypomina tajny kod osadzony w naszym normalnym języku, który jest dekodowany przez rekombinację genów” - dodaje dr Chun. „Sekretny kod jest używany w zdrowych mózgach, ale wydaje się również, że jest on zakłócany w chorobie Alzheimera”.
Leczenie choroby Alzheimera lekami na HIV
Dr Chun i współpracownicy sugerują, że terapia antyretrowirusowa, która blokuje odwrotną transkryptazę, może być skuteczną metodą leczenia choroby Alzheimera.
„Nasze odkrycia dostarczają naukowych podstaw do natychmiastowej oceny klinicznej terapii przeciwretrowirusowych przeciwko HIV u osób z chorobą Alzheimera”.
Dr Jerold Chun
„Takie badania mogą być również cenne dla populacji wysokiego ryzyka, takich jak osoby z rzadkimi genetycznymi postaciami choroby Alzheimera” - dodaje naukowiec.
Naukowcy zwracają również uwagę, że seniorzy z HIV, którzy przyjmują leki przeciwretrowirusowe, zwykle nie rozwijają choroby Alzheimera, co może potwierdzać wnioski naukowców.
Naukowcy twierdzą również, że ich odkrycia mogą posłużyć do wyjaśnienia tajemnicy, która od lat intryguje naukowców. Społeczność medyczna powszechnie akceptuje pogląd, że nagromadzenie toksycznego białka zwanego beta-amyloidem powoduje neurodegenerację choroby Alzheimera.
Jednak za każdym razem, gdy naukowcy testowali terapie zaprojektowane w celu zwalczania tego toksycznego nagromadzenia w badaniach klinicznych, takie terapie zawiodły.
Jednak nowe odkrycia, mówią dr Chun i zespół, rzucają światło na tę zaskakującą sprzeczność. „Tysiące wariacji genów APP w chorobie Alzheimera dostarcza możliwego wyjaśnienia niepowodzeń ponad 400 badań klinicznych ukierunkowanych na pojedyncze formy beta-amyloidu lub zaangażowane enzymy” - mówi Chun.
„Rekombinacja genu APP w chorobie Alzheimera może powodować wiele innych zmian genotoksycznych, a także białka związane z chorobą, których brakowało terapeutycznie we wcześniejszych badaniach klinicznych”.
„Funkcje APP i beta-amyloidu, które są kluczowe dla hipotezy amyloidu, można teraz ponownie ocenić w świetle naszego odkrycia rekombinacji genów”.
Dr Jerold Chun
Chociaż nowe odkrycia są przełomowe, wiele pozostaje do odkrycia, dodaje dr Chun. „Dzisiejsze odkrycie jest krokiem naprzód - ale jest tak wiele rzeczy, których nadal nie wiemy” - mówi.
„Mamy nadzieję, że będziemy oceniać rekombinację genów w większej liczbie mózgów, w różnych częściach mózgu i obejmującą inne zrekombinowane geny - w chorobie Alzheimera, a także w innych chorobach neurodegeneracyjnych i neurologicznych - i wykorzystamy tę wiedzę do zaprojektowania skutecznych terapii ukierunkowanych na rekombinację genów”.
