Nová metóda oživuje mozog: Vedci zvrátili úpadok pamäti posilnením mitochondrií

Prelomová štúdia odhalila inovatívny nástroj na zvýšenie produkcie energie v mozgových bunkách, čím sa podarilo zvrátiť stratu pamäti u myší s demenciou. Nízka aktivita mitochondrií môže byť priamou príčinou kognitívneho úpadku pri neurodegeneratívnych ochoreniach.

Vedci z Inserm a University of Bordeaux predstavili nový prístup v boji proti kognitívnym poruchám spojeným s neurodegeneratívnymi chorobami. Ich výskum, publikovaný v Nature Neuroscience, poukazuje na kritickú úlohu mitochondrií, bunkových „elektrární“, pri udržiavaní zdravia mozgu. Tím zistil, že zvýšenie aktivity mitochondrií v hipokampe, oblasti mozgu zodpovednej za pamäť, dokáže obnoviť rozpoznávaciu pamäť u myší s ranými štádiami demencie.

Výskumníci sa zamerali na mitochondrie kvôli ich zásadnému významu pri výrobe energie pre fungovanie buniek, najmä neurónov. Predchádzajúce štúdie už poukázali na spojitosť medzi mitochondriálnou dysfunkciou a ochoreniami ako Parkinsonova choroba, Alzheimerova choroba a frontotemporálna demencia. Avšak, chýbali dôkazy o tom, či sú tieto energetické deficity skutočnou príčinou kognitívnych problémov, alebo len sekundárnym prejavom iných mechanizmov.

„Spolu s mojimi spolupracovníkmi sa už dlho venujem skúmaniu mechanizmov, prostredníctvom ktorých mitochondrie podporujú optimálnu funkciu mozgu,“ vysvetľuje Etienne Hébert Chatelain z Université de Moncton. „Naším cieľom bolo vyvinúť nový nástroj, ktorý by dokázal zvýšiť mitochondriálnu aktivitu a prehĺbiť naše chápanie ich úlohy pri udržiavaní normálnej funkcie mozgu, a tiež preskúmať možnosti zmiernenia alebo spomalenia rozvoja určitých neurodegeneratívnych ochorení.“

Komentár redakcie: Táto štúdia otvára nové možnosti v prístupe k liečbe neurodegeneratívnych ochorení, zameriavajúc sa na mitochondriálnu funkciu ako potenciálny cieľ pre terapeutické intervencie. Hoci je metóda zatiaľ vo fáze výskumu na zvieracích modeloch, predstavuje významný krok vpred v chápaní a potenciálnom zmierňovaní kognitívnych symptómov demencie.

Vedci vyvinuli metódu nazvanú chemogenetika, ktorá umožňuje presné ovládanie bunkových funkcií pomocou syntetických zlúčenín. V tomto prípade vytvorili receptor mitoDREADD-Gs, ktorý je aktivovaný látkou clozapine-N-oxide, a tým zvyšuje mitochondriálnu aktivitu.

Experimenty ukázali, že aktivácia mitoDREADD-Gs v kultivovaných bunkách viedla k zvýšeniu mitochondriálnej funkcie, zlepšeniu spotreby kyslíka a celkovej produkcie energie. Následne testovali, či táto aktivácia dokáže zvrátiť poruchy pamäti. U myších modelov frontotemporálnej demencie a Alzheimerovej choroby, ktoré vykazovali skoré deficity pamäti a zníženú mitochondriálnu aktivitu v hipokampe, aktivácia mitoDREADD-Gs zlepšila ich výkon v testoch rozpoznávania objektov.

Je dôležité, že pozitívne účinky na pamäť sa prejavili aj napriek tomu, že základná patológia, ako napríklad hromadenie tau proteínu alebo amyloidov, zostala nezmenená. To naznačuje, že aspoň niektoré z kognitívnych symptómov pri neurodegeneratívnych ochoreniach môžu prameniť z modifikovateľnej mitochondriálnej dysfunkcie, a nie z nezvratného štrukturálneho poškodenia.

Napriek povzbudivým výsledkom je potrebné vykonať ďalší výskum, vrátane štúdií na ľuďoch, aby sa potvrdili tieto zistenia a vyvinuli bezpečné a účinné terapeutické postupy. Vedci sa teraz zameriavajú na hľadanie menej invazívnych spôsobov, ako využiť poznatky získané z tejto štúdie na liečbu demencie.