นักวิจัยจาก Washington University School of Medicine ในเมือง St. Louis ได้ค้นพบแนวทางใหม่ที่สามารถให้ยาได้ซึ่งอาจใช้เพื่อช่วยป้องกันภาวะสมองเสื่อมได้
การสะสมเบต้าอะไมลอยด์ในสมองเป็นขั้นตอนแรกในการพัฒนาภาวะสมองเสื่อมอัลไซเมอร์ นักวิทยาศาสตร์ได้ทุ่มเทเวลานับไม่ถ้วนและเงินหลายล้านดอลลาร์ในการหาวิธีกำจัดอะไมลอยด์ออกไปก่อนที่อาการทางปัญญาจะเกิดขึ้น ซึ่งผลลัพธ์ที่น่าผิดหวังอย่างมาก
ในการศึกษานี้ซึ่งตีพิมพ์ในวันที่ 24 สิงหาคมในวารสาร Brainนักวิจัยได้ค้นพบวิธีเพิ่มการกวาดล้างของเสียออกจากสมองของหนูโดยเพิ่มลักษณะทางพันธุกรรมที่เรียกว่าการอ่าน นักวิจัยกล่าวว่ากลยุทธ์เดียวกันนี้อาจมีประสิทธิภาพสำหรับโรคทางระบบประสาทอื่น ๆ ที่มีลักษณะเฉพาะโดยการสะสมของโปรตีนที่เป็นพิษเช่นโรคพาร์กินสัน
ทุกๆ ครั้ง โปรตีนในสมอง aquaporin 4 จะถูกสังเคราะห์ด้วยหางเล็กๆ ที่ส่วนท้าย ในตอนแรก Darshan Sapkota, PhD – ซึ่งเป็นผู้นำการศึกษานี้ในขณะที่เป็นนักวิจัยดุษฎีบัณฑิตที่ Washington University แต่ปัจจุบันเป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์ชีวภาพที่ University of Texas, Dallas – คิดว่าหางนี้ไม่ได้แสดงอะไรมากไปกว่าความล้มเหลวในบางครั้งในการควบคุมคุณภาพใน กระบวนการผลิตโปรตีน
“เรากำลังศึกษาคำถามทางวิทยาศาสตร์พื้นฐานที่งี่เง่ามากนี้ – ‘โปรตีนเกิดขึ้นได้อย่างไร’ — และเราสังเกตเห็นเรื่องตลกนี้” โจเซฟ ดี. โดเฮอร์ตี้ ผู้เขียนอาวุโส ปริญญาเอกศาสตราจารย์ด้านพันธุศาสตร์และจิตเวชแห่งมหาวิทยาลัยวอชิงตัน และอดีตที่ปรึกษาของซัปโคตากล่าว “บางครั้งกลไกการสังเคราะห์โปรตีนก็พัดผ่านป้ายหยุดในตอนท้าย และทำให้ส่วนพิเศษนี้เกิดขึ้นที่ส่วนท้ายของ aquaporin 4 ในตอนแรก เราคิดว่าไม่น่าจะเกี่ยวข้องกัน แต่แล้วเราก็ดูที่ลำดับยีน และได้รับการอนุรักษ์ข้ามสายพันธุ์ และมีรูปแบบที่โดดเด่นมากในสมอง: มีเฉพาะในโครงสร้างที่มีความสำคัญต่อการกำจัดของเสียเท่านั้น นั่นคือตอนที่เราตื่นเต้น”
นักวิทยาศาสตร์รู้อยู่แล้วว่าบางครั้งกลไกการสร้างโปรตีนของเซลล์ไม่สามารถหยุดได้ในที่ที่ควร เมื่อเครื่องจักรไม่หยุด ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่า readthrough จะสร้างรูปแบบโปรตีนที่ขยายออกไป ซึ่งบางครั้งทำงานแตกต่างไปจากรูปแบบปกติ
Sapkota และ Dougherty ได้สร้างเครื่องมือเพื่อดูว่า aquaporin 4 แบบยาวมีพฤติกรรมในสมองแตกต่างไปจากแบบปกติหรือไม่ พวกเขาพบรูปแบบที่ยาว — แต่ไม่ใช่แบบสั้น — ในส่วนปลายของ astrocytes ที่เรียกว่า แอสโทรไซต์เป็นเซลล์สนับสนุนชนิดหนึ่งที่ช่วยรักษาแนวกั้นระหว่างสมองกับส่วนอื่น ๆ ของร่างกาย ปลายเท้าของพวกมันพันรอบเส้นเลือดเล็กๆ ในสมองและช่วยควบคุมการไหลเวียนของเลือด Astrocytic endfeet เป็นสถานที่ที่เหมาะเป็นอย่างยิ่งหากงานของคุณคือทำให้สมองปลอดจากโปรตีนที่ไม่ต้องการโดยการล้างของเสียออกจากสมองและเข้าสู่กระแสเลือด ซึ่งสามารถนำไปกำจัดทิ้งได้
โดยคิดว่าการเพิ่มปริมาณของ aquaporin 4 ที่มีความยาวอาจเพิ่มการขจัดของเสีย Sapkota ได้คัดเลือกสารประกอบ 2,560 ชนิดเพื่อเพิ่มความสามารถในการอ่านผ่านของยีน aquaporin 4 เขาพบสองอย่าง: apigenin ซึ่งเป็นฟลาโวนในอาหารที่พบในดอกคาโมไมล์ ผักชีฝรั่ง หัวหอม และพืชที่กินได้อื่นๆ และ sulphaquinoxaline ซึ่งเป็นยาปฏิชีวนะทางสัตวแพทย์ที่ใช้ในอุตสาหกรรมเนื้อสัตว์และสัตว์ปีก
Sapkota และ Dougherty ร่วมมือกับนักวิจัยโรคอัลไซเมอร์และผู้เขียนร่วม John Cirrito, PhD , รองศาสตราจารย์ด้านประสาทวิทยา และ Carla Yuede, PhD , รองศาสตราจารย์ด้านจิตเวชศาสตร์, ประสาทวิทยาและประสาทวิทยาศาสตร์ เพื่อหาความสัมพันธ์ระหว่าง aquaporin 4 ตัวยาว และการกวาดล้างเบต้าอะไมลอยด์
นักวิจัยได้ศึกษาหนูที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมให้มีระดับอะไมลอยด์ในสมองสูง พวกเขารักษาหนูด้วย apigenin; ซัลฟาควิโนซาลีน; ของเหลวเฉื่อย หรือยาหลอกที่ไม่มีผลต่อการอ่านค่า หนูที่ได้รับการรักษาด้วย apigenin หรือ sulphaquinoxaline จะล้าง amyloid beta ได้เร็วกว่าที่ได้รับการรักษาด้วยสารที่ไม่ออกฤทธิ์ทั้งสองอย่างอย่างมีนัยสำคัญ
“มีข้อมูลมากมายที่บอกว่าการลดระดับอะไมลอยด์ลงเพียง 20% ถึง 25% จะหยุดการสะสมของแอมีลอยด์ อย่างน้อยก็ในหนู และผลกระทบที่เราเห็นอยู่ในสนามเบสบอลนั้น” เซอร์ริโตกล่าว “นั่นบอกฉันว่านี่อาจเป็นแนวทางใหม่ในการรักษาโรคอัลไซเมอร์และโรคทางระบบประสาทอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการรวมตัวของโปรตีนในสมอง ไม่มีอะไรที่บอกว่ากระบวนการนี้เฉพาะสำหรับ amyloid beta มันอาจจะเสริมสร้างการกวาดล้าง alpha-synuclein เช่นกันซึ่งอาจเป็นประโยชน์ต่อผู้ที่เป็นโรคพาร์คินสัน”
Sulphaquinoxaline ไม่ปลอดภัยสำหรับใช้ในคน Apigenin มีจำหน่ายในรูปแบบอาหารเสริม แต่ยังไม่ทราบว่าเข้าสู่สมองได้มากเพียงใด และ Cirrito เตือนไม่ให้บริโภค apigenin ในปริมาณมากเพื่อพยายามป้องกันโรคอัลไซเมอร์ นักวิจัยกำลังทำงานเพื่อค้นหายาที่ดีกว่าที่มีอิทธิพลต่อการผลิต aquaporin 4 แบบยาว โดยทำการทดสอบอนุพันธ์ของ sulphaquinoxaline และสารประกอบเพิ่มเติมหลายตัว
“เรากำลังมองหาบางสิ่งที่สามารถแปลได้อย่างรวดเร็วในคลินิก” Sapkota กล่าว “แค่รู้ว่ายาสามารถตกเป็นเป้าหมายได้เลย ถือเป็นคำใบ้ที่เป็นประโยชน์ว่าจะมีบางสิ่งที่เราสามารถใช้ได้”
