Sebuah tim peneliti UCL telah menemukan petunjuk mengapa beberapa sel saraf meninggal dalam demensia dan bukan yang lain, dalam studi baru pada lalat buah.
Studi Penelitian Alzheimer, yang diterbitkan di Laporan Selmembantu menjawab salah satu pertanyaan terbesar dalam penelitian demensia, yang sangat penting untuk menemukan perawatan baru untuk memperlambat atau menghentikan kondisi dari pengembangan.
Para peneliti menyelidiki mengapa beberapa sel saraf dalam otak lalat buah resisten terhadap proses penyakit yang menyebabkan demensia frontotemporal (FTD) dan amyotrophic lateral sclerosis (ALS) pada manusia, sementara yang lain lebih rentan.
Penulis senior Dr Teresa Niccoli (UCL Institute of Healthy Aging, UCL Biosciences) mengatakan: “Dalam demensia, kita melihat bahwa beberapa bagian otak terpengaruh dan bukan yang lain. Misalnya, di FTD, sel -sel saraf di depan otak kita – bagian otak kita yang bertanggung jawab atas pemrosesan bahasa, emosi dan perilaku – yang terpengaruh terlebih dahulu.
“Tetapi apakah beberapa sel saraf terpengaruh dan bukan yang lain? Ini adalah salah satu pertanyaan terbesar dalam penelitian demensia.
“Jika kita memahami apa yang membuat beberapa sel saraf tahan terhadap penyakit yang menyebabkan demensia, maka mungkin membantu kita menemukan perawatan baru untuk menghentikan penyakit ini di jalurnya.”
Apa yang menyebabkan FTD dan ALS?
ALS adalah penyakit neuron motorik yang paling umum, sekelompok kondisi yang semakin merusak bagian -bagian dari sistem saraf, dan tidak ada obat yang diketahui. ALS mempengaruhi otak dan sumsum tulang belakang dengan menyerang neuron dan saraf yang mengontrol gerakan, menyebabkan mereka mati dan menyebabkan kelemahan otot progresif dan kadang -kadang demensia. Saat ini hanya ada satu obat yang disetujui untuk ALS di Inggris, yang memperpanjang umur selama beberapa bulan, dan hanya efektif untuk minoritas kecil pasien. Sepertiga pasien meninggal dalam satu tahun diagnosis.
FTD adalah jenis demensia langka yang terkait dengan ALS. Sekitar 31.000 orang di Inggris tinggal dengan FTD – kurang dari satu dari setiap 1.000 orang. FTD adalah spektrum kondisi, dengan serangkaian mekanisme biologis kompleks yang dapat menyebabkannya. Gejala dapat mencakup kesulitan dengan bahasa dan bicara, tetapi juga perubahan dalam perilaku dan kepribadian, dan dapat mempengaruhi gerakan dan kontrol otot. Tidak ada obat untuk FTD, juga tidak ada perawatan yang dapat menghentikan kondisi dari kemajuan.
Dr Niccoli sedang mempelajari populasi lalat buah kecil dengan mutasi pada gen C9ORF72, yang merupakan penyebab paling umum dari FTD dan ALS.
Orang dengan perubahan gen ini cenderung memiliki penumpukan gumpalan protein berbahaya dalam sel saraf, yang pada akhirnya mengarah ke FTD atau ALS.
Dalam penelitian sebelumnya, Dr Niccoli mengidentifikasi bahwa perubahan pada gen C9ORF72 menyebabkan otak lalat memproses gula secara berbeda.
Sekarang, Dr Niccoli menggunakan teknologi canggih untuk mengeksplorasi mengapa beberapa sel saraf di lalat lebih tahan terhadap kerusakan.
Memahami 'ketahanan' terhadap penyakit demensia genetik
Studi terbaru Dr Niccoli telah mengungkapkan sifat utama dalam sel saraf lalat yang lebih tahan terhadap efek mutasi C9ORF72.
Dia telah menemukan bahwa sel -sel saraf memiliki peluang yang lebih baik jika mereka lebih baik dalam membersihkan limbah protein berbahaya dalam lalat dengan perubahan gen C9ORF72.
Dr Niccoli berkata: “Mari kita lihat otak terbang seperti kota. Otak adalah kota yang terdiri dari 'lingkungan' yang berbeda, dengan beberapa membuang limbah mereka lebih baik daripada yang lain.
“Lingkungan dengan langkah -langkah pembuangan limbah yang baik, seperti pengumpulan sampah biasa dan sistem daur ulang yang efisien, mengatasi lebih baik ketika peristiwa yang tidak terduga terjadi – seperti banjir atau tumpahan kimia – daripada lingkungan tanpa sistem ini.
“Ketika kami melihat sel -sel saraf terbang dengan perubahan genetik yang terkait dengan FTD dan ALS, yang lebih siap untuk membersihkan limbah protein bertahan, sedangkan yang tidak mati.
“Kami kemudian melihat lebih dekat mengapa sel -sel ini mungkin bertahan meskipun protein berbahaya menumpuk.”
Ini hanya mungkin berkat teknologi – yang disebut sekuensing RNA sel tunggal – yang memungkinkan Dr Niccoli untuk memeriksa bagaimana sel -sel saraf individu berperilaku. Ini berarti dia juga bisa mempelajari perbedaan halus antara sel -sel saraf yang tangguh dibandingkan dengan yang mati.
“Berkat teknik ini yang memungkinkan kami untuk memperbesar sel otak individu dalam lalat, kami juga menemukan bahwa sel -sel saraf yang tangguh memiliki aktivitas protein yang lebih tinggi yang terlibat dalam pembersihan limbah. Ketika kami meningkatkan protein ini – yang disebut XBP1 – pada lalat, ia membantu otak lalat mengatasi efek toksik dari klump protein yang disebabkan oleh mutasi C9orf72.
“Ini menunjukkan bahwa, setidaknya dalam lalat, meningkatkan aktivitas XBP1 dapat melindungi terhadap perubahan genetik ini. Kita masih tidak tahu apakah ini akan memiliki efek yang sama dalam sel saraf manusia.”
Membuat peta aktivitas sel otak individu seperti ini dimungkinkan pada lalat, yang memiliki otak yang jauh lebih kecil daripada manusia. Saat ini, tidak jelas apakah prinsip ketahanan yang sama yang terlihat pada lalat berlaku untuk manusia, tetapi penelitian lebih lanjut dapat mengungkapkan lebih banyak jawaban.
Dr Niccoli mengatakan: “Langkah kami selanjutnya adalah melihat apakah meningkatkan protein yang terlibat dalam pembersihan protein meningkatkan ketahanan terhadap perubahan C9ORF72 dalam sel saraf manusia yang tumbuh di laboratorium, dan dalam penelitian tikus. Kemudian kami akan memiliki ide yang lebih baik apakah menargetkan XBP1 atau protein serupa pada manusia dapat membantu kami menemukan obat baru untuk FTD atau ALS.”
Dr Jacqui Hanley, Kepala Pendanaan Penelitian di Alzheimer's Research UK, mengomentari penelitian baru Dr Niccoli: “Pekerjaan Dr Niccoli terus menjelaskan pemahaman kita di sekitar jenis demensia yang langka.
“Masih terlalu dini untuk mengatakan apakah meningkatkan kadar protein XBP1 atau protein serupa dapat membantu melindungi terhadap FTD pada manusia. Tetapi mengidentifikasi proses molekuler ini di balik ketahanan adalah langkah pertama yang vital untuk menemukan perawatan demensia baru.
“Penyakit Alzheimer, penyebab paling umum dari demensia, telah melihat beberapa keberhasilan baru -baru ini dengan perawatan baru. Tetapi kami sangat membutuhkan berbagai obat yang dapat menghentikan berbagai penyakit kompleks di otak dari kemajuan ke jenis demensia lainnya, seperti FTD.
“Alzheimer's Research UK berkomitmen untuk mendanai peneliti seperti Dr Niccoli, yang membantu kami membangun gambaran yang lebih besar di sekitar penyakit kompleks yang menyebabkan demensia sehingga suatu hari kita bisa menyembuhkannya.”
Chris Lane
20 7679 9222 / +44 (0) 7717 728648
E: Chris.lane [at] ucl.ac.uk
- University College London, Gower Street, London, WC1E 6BT (0) 20 7679 2000
