Alzheimerio liga: kaip šviesos terapija galėtų apsaugoti smegenis
Mokslininkai anksčiau įrodė, kad šviesos terapijos rūšis gali sumažinti toksinius baltymus, kurie kaupiasi smegenyse sergant Alzheimerio liga. Dabar ta pati komanda nustatė, kas vyksta ląstelių lygiu, kad būtų pasiektas šis rezultatas.
2016 m. Kembridžo Masačusetso technologijos instituto (MIT) mokslininkai nustatė, kad mirgančios šviesos spinduliavimas pelių akims gali sumažinti toksinį amiloido ir tau baltymų kaupimąsi smegenyse sergant Alzheimerio liga.
Šviesos terapija sustiprina smegenų bangos formą, vadinamą gama svyravimu, kuri, kaip rodo tyrimai, yra sutrikusi žmonėms, sergantiems Alzheimerio liga.
Visai neseniai MIT komanda atskleidė, kad derinant šviesos terapiją su garso terapija, naudingasis poveikis dar labiau išsiplėtė.
Tie tyrimai taip pat parodė, kad šviesos terapija gali pagerinti pelių, genetiškai linkusių vystytis Alzheimerio liga, atmintį ir erdvinę atmintį vyresnėms pelėms be šios būklės.
Naujausias tyrimas, kuris dabar yra žurnale Neuronas, parodė, kad padidėjusios gama svyravimai gali pagerinti nervų ląstelių ryšį, sumažinti uždegimą ir apsaugoti nuo ląstelių žūties Alzheimerio ligos pelių modeliuose.
Tai taip pat rodo, kad toli siekiantis gydymo poveikis apima ne tik nervines ląsteles ar neuronus, bet ir tam tikrą imuninių ląstelių tipą, vadinamą mikroglia.
„Atrodo, - sako vyresnysis tyrimo autorius Li-Huei Tsai, neuromokslų profesorius ir MIT„ Picower “mokymosi ir atminties instituto direktorius, - kad neurodegeneracijai iš esmės užkertamas kelias“.
Alzheimerio ir toksiški baltymai
Alzheimerio liga yra būklė, palaipsniui naikinanti smegenų audinį ir su juo susijusią funkciją, negrįžtamai prarandant ląsteles.
„Alzheimer’s Disease International“ 2018 m. Ataskaita atskleidžia, kad 50 milijonų žmonių visame pasaulyje turi demenciją, o dviem trečdaliams jų priežastis yra Alzheimerio liga.
Nors kai kurie gydymo būdai kurį laiką gali sulėtinti Alzheimerio simptomus, kol kas nė vienas iš jų negali išgydyti šios būklės.
Žmonėms, sergantiems Alzheimerio liga, smegenys pradeda keistis ilgai, kol jie pajunta demencijos simptomus. Tokie simptomai apima mąstymo ir prisiminimo sunkumus.
Ypač du pokyčiai yra toksiškų beta-amiloidinio baltymo nuosėdų arba apnašų susidarymas tarp nervinių ląstelių ir toksinių tau baltymų raizginių susidarymas ląstelių viduje.
Prof. Tsai ir jos kolegos aiškina, kad žmonės, sergantys Alzheimerio liga, taip pat rodo dar vieną smegenų pakitimą: „sumažėjusi virpesių galia gama dažnių juostoje“.
Mokslininkai pasiūlė, kad gama svyravimai yra smegenų bangos rūšis, svarbi tokioms funkcijoms kaip atmintis ir dėmesys.
Ankstesniame darbe tyrėjai parodė, kad šviesos, mirksinčios 40 ciklų per sekundę greičiu, arba hercų, poveikis pelėms stimuliavo gama svyravimus regos smegenų žievėje.
Pridedant tuo pačiu dažniu plakančių garso tonų, sustiprėjo šviesos terapijos apnašas mažinantis efektas ir jis išsiplėtė už regimosios žievės į hipokampą ir kai kurias prefrontalines žieves.
Abiejų gydymo būdų gama svyravimai taip pat pagerino atminties funkciją Alzheimerio ligos pelių modeliuose.
Nepaprastas neuroprotekcijos lygis
Naujuoju tyrimu mokslininkai norėjo sužinoti daugiau apie pagrindinius mechanizmus, kurie lėmė šią naudą.
Norėdami tai padaryti, jie naudojo du Alzheimerio ligos modelius: „Tau P301S“ ir „CK-p25“. Prof. Tsai sako, kad abiejų tipų pelės patiria daug daugiau nervų ląstelių nei modelis, kurį jie naudojo ankstesniuose šviesos terapijos tyrimuose.
„Tau P301S“ pelės gamina mutantinį tau baltymą, kuris formuoja raizginius ląstelių viduje, pavyzdžiui, tuos, kurie atsiranda Alzheimerio liga sergančių žmonių smegenų ląstelėse. CK-p25 pelės gamina baltymą, vadinamą p25, kuris sukelia „sunkią neurodegeneraciją“.
Komanda pastebėjo, kad kasdieninė šviesos terapija, prasidėjusi prieš numatomą neurodegeneracijos pradžią, padarė nepaprastą poveikį abiejų tipų pelėms.
Tau P301S pelėms, kurios buvo gydomos 3 savaites, neuronų degeneracijos požymių nebuvo, palyginti su 15–20% negydytų pelių neuronų praradimu.
Rezultatas buvo toks pat ir CK-p25 pelėms, kurios buvo gydomos 6 savaites.
Prof. Tsai teigia, kad ji „dirba su p25 baltymu daugiau nei 20 metų“, o baltymai yra labai toksiški smegenims. Tačiau ji niekada anksčiau nematė nieko panašaus. "Tai labai šokiruoja", - priduria ji.
"Mes nustatėme, kad p25 transgeno ekspresijos lygiai yra vienodi gydomose ir negydomose pelėse, tačiau gydomose pelėse nėra neurodegeneracijos", - paaiškina ji.
Tyrėjai, išbandę pelių erdvinę atmintį, taip pat rado stebėtinų rezultatų: Šviesos terapija pagerino senesnių pelių, kurios nebuvo genetiškai užprogramuotos Alzheimerio ligai vystytis, našumą, tačiau tai neturėjo jokio poveikio jaunesnėms, panašioms pelėms.
Ryškūs genų aktyvumo skirtumai
Tyrėjai taip pat ištyrė genų pokyčius gydomose ir negydomose pelėse. Jie nustatė, kad negydytų pelių nervų ląstelės sumažino DNR atstatančių genų ir tų, kurie padeda valdyti ryšius tarp nervų ląstelių, aktyvumą. Kita vertus, gydytos pelės parodė didesnį šių genų aktyvumą.
Be to, jie pamatė, kad gydomos pelės turi daugiau ryšių tarp nervų ląstelių ir kad jos veikia nuosekliau.
Mokslininkai taip pat ištyrė genų aktyvumą mikroglijose arba imuninėse ląstelėse, kurios padeda išvalyti smegenų ląstelių atliekas ir kitas šiukšles.
Šie tyrimai atskleidė, kad uždegimą skatinantys genai buvo aktyvesni pelėms, kurioms negydyta šviesos terapija. Tačiau gydytos pelės parodė ryškų šių genų aktyvumo trūkumą. Jie taip pat parodė padidėjusį genų, turinčių įtaką mikroglia judėjimo galimybę, aktyvumą.
Tyrimo autoriai paaiškina, kad šios išvados rodo, kad šviesos terapija sustiprino mikroglijos gebėjimą kovoti su uždegimu. Galbūt tai leido jiems geriau išvalyti atliekas, įskaitant sugedusius baltymus, kurie gali kauptis sudarydami toksiškas plokšteles ir raizginius.
Prof. Tsai primena, kad vienas svarbus klausimas vis dar neturi atsakymo: kaip gama svyravimas skatina šias įvairias apsaugos formas?
Galbūt svyravimai kažką išskiria nervų ląstelėse. Prof. Tsai sako, kad jai patinka manyti, kad nervinės ląstelės yra „pagrindinės reguliatorės“.
"Daugelis žmonių manęs klausė, ar mikroglija yra svarbiausias ląstelių tipas šiuo naudingu poveikiu, tačiau, tiesą sakant, mes tikrai nežinome".
Prof. Li-Huei Tsai
