تحریک بینایی و شاید درمانی برای آلزایمر

چگونه تحریک بینایی بر آلزایمر تاثیر می گذارد: مطالعه موش

اخبار NewsNEUROSCIENCE

خلاصه: القاء نوسانات گاما با تحریک بینایی از طریق یک فرآیند شناخته شده به عنوان غربال گاما (gamma entrainment) با استفاده از محرک‌های حسی، یا GENUS، پلاک آمیلوئید (amyloid plaques) و تاو فسفریله شده (phosphorylated tau) را در مدل‌های موشی مبتلا به دمانس کاهش می‌دهد. ارائه روزانه GENUS در طول مراحل اولیه دژنراتیو عصبی (neurodegeneration)، به حفظ تراکم عصبی و سیناپسی در مناطق متعدد مغز کمک کرده و عملکردهای شناختی مانند یادگیری وظایف حافظه فضایی را بهبود بخشیده است.

 

چندین سال پیش، دانشمندان علوم اعصاب MIT نشان دادند که توانسته‌اند پلاک‌هایِ آمیلوئیدی دیده شده در موش‌های مبتلا به بیماری آلزایمر را به سادگی با قرار دادن حیوانات در معرض سوسوی نور با فرکانسی خاص به طرز چشمگیری کاهش دهند.
در یک مطالعه جدید، محققان دریافته‌اند که این درمان دارای اثرات گسترده‌ای در سطح سلولی است و نه تنها به سلول‌های عصبی بلکه به سلول‌های ایمنی به نام میکروگلیا (microglia) نیز کمک می‌کند. به طور کلی، این اثرات باعث کاهش التهاب، افزایش عملکرد سیناپسی و محافظت در برابر مرگ سلول در موش‌هایی می‌شود که به طور ژنتیکی برای توسعه بیماری آلزایمر برنامه‌ریزی شده‌اند. همچنین محققان دریافته‌اند که سوسوی نور باعث افزایش عملکرد شناختی در موش‌ها شده و در آزمایشات، عملکرد این موش‌ها در انجام تکالیف حافظه فضایی بسیار بهتر از موش‌های محروم از این نوع درمان بوده است. همچنین این روش اثرات مفیدی بر حافظه فضایی موش‌های سالم و مسن‌تر بر جای گذاشته است.

امواج مغزی مفید

مطالعه اصلی تسای در مورد اثرات سوسوهای نور نشان داده که تحریک بینایی با فرکانس 40 هرتز (چرخه در ثانیه) امواج مغزی را که به عنوان نوسانات گاما در قشر بینایی شناخته شده‌اند، ایجاد می‌کند. اعتقاد بر این است که این امواج مغزی به عملکرد طبیعی مغز از جمله توجه و حافظه کمک می‌کنند. جالبتر آنکه مطالعات قبلی نشان داده‌اند این امواج مغزی در بیماران مبتلا به آلزایمر دچار اختلال می‌شوند. تسای و همکارانش بعدا دریافتند که ترکیبی از سوسوی نور با محرک‌های صوتی – تن 40 هرتزی- حتی بیشتر پلاک‌ها را کاهش داده و همچنین اثرات بیشتری را به وجود آورده‌اند که به هیپوکامپ (hippocampus) و قسمت‌های قشر پیش_پیشانی (prefrontal cortex) نیز گسترش یافته‌اند. اینچنین محققان به فواید شناختی نوسانات گامای ناشی از نور و صدا پی برده‌اند.
محققان در مطالعه جدید خود می‌خواستند عمیق‌تر درک کنند که چگونه این اثرات مفید ایجاد می‌شوند. آنها بر روی دو نوع نژاد مختلف موش که به طور ژنتیکی برای تولید نشانگان آلزایمر برنامه‌ریزی شده بودند، متمرکز شدند. یکی از اینها، شناخته شده به عنوان تاو P301S، دارای یک نسخه جهش یافته از پروتئین تاو است، که تانگل‌های نوروفیبریلاری (neurofibrillary tangles) را تشکیل می‌دهد، مانند آنچه که در بیماران آلزایمر دیده می‌شود. دیگری، که به نام CK-p25 شناخته شده است، می‌تواند به تولید پروتئینی به نام P25 منجر شود، که باعث ایجاد دژنراتیو عصبی شدید (severe neurodegeneration) می‌شود. به گفته تسای بر اساس نتایج بدست آمده، هر دوی این مدل‌ها، در مقایسه با مدل‌های مورد استفاده برای مطالعه اصلی سوسوی نور، نورون‌های بسیار بیشتری را از دست دادند. محققان دریافتند که تحریک بینایی به مدت یک ساعت در روز و برای سه تا شش هفته، اثرات قابل توجهی بر مقابله با دژنراتیو عصبی دارد. آنها تقریبا قبل از زمانی که انتظار می‌رفت دژنراتیو عصبی شروع شود، شروع به درمان هر دو نوع مدل‌های آلزایمر نمودند. پس از سه هفته درمان، در موش‌های Tau P301S هیچگونه انحطاط نورونی مشاهده نشد، در حالی که موش های Tau P301S درمان نشده، 15 تا 20 درصد از نورون‌هایشان را از دست داده بودند. همچنین انحطاط نورونی در موش‌های CK-p25 نیز که به مدت شش هفته درمان شده بودند، متوقف شد.
تسای می‌گوید: «من بیش از 20 سال است که با پروتئین p25 کار کرده‌ام و می‌دانم که این یک پروتئین بسیار سمیِ_عصبی (neurotoxic protein) است. ما دریافتیم که سطوح بیان p25 transgene در موش‌های درمان شده و درمان نشده دقیقا همان است، اما در موش‌های درمان شده اثری از دژنراتیو عصبی دیده نمی‌شود. من تا به حال چنین چیزی ندیده‌ام. این بسیار شگفت انگیز است».
همچنین محققان دریافتند که موش‌های درمان شده در یک آزمایش حافظه فضایی که «ماز آب موریس» نامیده می‌شود، بهتر عمل می‌کنند. جالبتر اینکه آنها دریافتند که این درمان عملکرد موش‌های مسن‌تر را که حتی مستعد ابتلا به بیماری آلزایمر نبودند (البته نه موش‌های جوان و سالم)، بهبود داد.

تغییرات ژنتیکی

محققان به منظور کشف آنچه در سطح سلولی اتفاق می‌افتد، تغییراتی را که در بیان ژن هر دوی موش‌های درمان شده و درمان نشده رخ داده بود، هم در نورون‌ها و هم در میکروگلیاها (سلول‌های ایمنی که مسئول پاکسازی باقیمانده‌های سلول‌های عصبی هستند) بررسی کردند.
محققان در نورون موش‌های درمان نشده، متوجه کاهش در بیان ژن‌های مرتبط با ترمیم DNA و عملکرد سیناپسی، و یک پروسه سلولی به نام ترافیک وزیکول شدند (vesicle trafficking)، که در سیناپس‌ها برای عملکرد صحیح مهم هستند. با این حال، بیان این ژن‌ها در موش‌های درمان شده بسیار بالاتر از از موش‌های درمان نشده بود. همچنین محققان تعداد بیشتری از سیناپس‌ها و همچنین درجه بالاتری از انسجام را در موش‌های درمان شده یافتند.
محققان در تجزیه و تحلیل خود از میکروگلیاها دریافتند که سلول‌های موش‌های درمان نشده ژن‌های ترویج‌دهنده التهاب را بیان می کنند، اما موش‌های درمان شده کاهش قابل توجهی در بیان آن ژن‌ها، همراه با افزایش ژن‌های مرتبط با تحرک (motility) را نشان دادند. محققان می‌گویند این نشان می‌دهد که احتمالا در موش‌های درمان شده، میکروگلیاها در مبارزه با التهاب و پاکسازی مولکول‌ها که می‌تواند منجر به تشکیل پلاک‌های آمیلوئید و تانگل‌های نوروفیبریلری (neurofibrillary tangles) شود، بهتر عمل می‌کنند. همچنین آنها سطوح پایینتری از نسخه پروتئین Tau را پیدا کردند که تمایل به تشکیل تانگل‌ها دارد.

 

سمت چپ تصویر مغز موشی است که به طور ژنتیکی برای توسعه بیماری آلزایمر برنامه‌ریزی شده است. تصویر سمت راست هم مغز یک موش برنامه‌ریزی شده برای توسعه بیماری است، اما با تحریک بینایی غیر تهاجمی درمان شده، و دژنراتیو عصبی بسیار کمتری را نشان می‌دهد.

 

تسای می‌گوید: «یک سوال کلیدی بدون پاسخ، که محققان در حال مطالعه آن هستند، این است که چگونه نوسانات گاما منجر به همه این اقدامات محافظتی می‌شود». او می‌گوید: «بسیاری از مردم از من می‌پرسند که آیا میکروگلیا مهمترین نوع سلولِ دخیل در این اثر مفید است؟ صادقانه بگویم که ما واقعا نمی‌دانیم. روی هم رفته، نوسانات توسط نورون‌ها آغاز می‌شود، و من هنوز هم می‌خواهم فکر کنم که آنها تنظیم‌کننده اصلی هستند. فکر می‌کنم که نوسانات خود باید منجر به آغاز برخی از حوادث داخل سلولی، درست در داخل نورون‌ها، شوند و اینگونه سلول‌ها به نحوی محافظت می‌شوند».
همچنین محققان در حال برنامه‌ریزی برای آزمایش بر موش‌های مبتلا به نشانگان پیشرفته‌تر هستند تا ببینند که آیا احتمال وارونه کردن دژنراتیو عصبی بعد از شروع آن وجود دارد یا خیر. همچنین آنها آزمایشات بالینی فاز 1 تحریک نور و صدا در بیماران انسانی را آغاز کرده‌اند.

مه 7، 2019

منبع: MIT

به منظور کسب اطلاعات بیشر، اینجا را کلیک کنید.

 

0

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

سبد خرید
0