การปรับปรุงไมโตคอนเดรียช่วยลดการสะสมโปรตีนในวัยชราและโรคอัลไซเมอร์

เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าลักษณะเด่นของโรคอัลไซเมอร์และโรคระบบประสาทเสื่อมอื่นๆ ส่วนใหญ่คือการก่อตัวของโปรตีนที่ไม่ละลายน้ำรวมตัวกันในสมอง แม้ว่าจะแก่ตัวลงตามปกติโดยไม่มีโรค โปรตีนที่ไม่ละลายน้ำก็ยังคงสะสมอยู่

จนถึงปัจจุบัน แนวทางการรักษาโรคอัลไซเมอร์ ไม่ได้คำนึงถึงการมีส่วนสนับสนุนของโปรตีนที่ไม่ละลายน้ำเป็นปรากฏการณ์ทั่วไป แต่เน้นที่โปรตีนที่ไม่ละลายน้ำหนึ่งหรือสองชนิด เมื่อไม่นานมานี้ นักวิจัยจาก Buck Institute ได้ทำการศึกษาอย่างเป็นระบบในหนอนพยาธิ ซึ่งได้วาดภาพความสัมพันธ์ที่ซับซ้อนระหว่างโปรตีนที่ไม่ละลายน้ำในโรคระบบประสาทเสื่อมและวัยชรา นอกจากนี้ งานวิจัยดังกล่าวยังแสดงให้เห็นการแทรกแซงที่สามารถย้อนกลับผลกระทบที่เป็นพิษของโปรตีนที่เกาะกันเป็นก้อนได้โดยการปรับปรุงสุขภาพของไมโตคอนเดรีย

"ผลการศึกษาของเราชี้ให้เห็นว่าการกำหนดเป้าหมายไปที่โปรตีนที่ไม่ละลายน้ำอาจเป็นกลยุทธ์ในการป้องกันและรักษาโรคต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับวัย" Edward Anderton, Ph.D. นักวิจัยหลังปริญญาเอกในห้องปฏิบัติการของ Gordon Lithgow และหนึ่งในผู้เขียนคนแรกของการศึกษานี้ที่ตีพิมพ์ใน นิตยสาร GeroScience กล่าว

"การศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าการรักษาไมโตคอนเดรียให้แข็งแรงสามารถต่อสู้กับการรวมตัวของโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการสูงวัยและโรคอัลไซเมอร์ได้อย่างไร" Manish Chamoli, Ph.D. นักวิจัยหลังปริญญาเอกในห้องปฏิบัติการของ Gordon Lithgow และ Julie Andersen กล่าว และหนึ่งใน ผู้เขียนคนแรกของการศึกษา "การปรับปรุงสุขภาพไมโตคอนเดรียทำให้เราสามารถชะลอหรือย้อนกลับผลกระทบที่เป็นอันตรายเหล่านี้ได้ โดยนำเสนอวิธีการรักษาใหม่ๆ สำหรับทั้งความชราและโรคที่เกี่ยวข้องกับวัย"

ผลลัพธ์ยืนยันสมมติฐานด้านผู้สูงอายุ

ความเชื่อมโยงที่แน่นแฟ้นระหว่างโปรตีนที่ไม่ละลายน้ำซึ่งมีส่วนทำให้เกิดการแก่ชราและโรคตามปกติ ยังสนับสนุนภาพที่กว้างขึ้นว่าความชราและโรคที่เกี่ยวข้องเกิดขึ้นได้อย่างไร

"เราจะโต้แย้งว่างานนี้สนับสนุนสมมติฐานของผู้สูงอายุที่ว่า มีเส้นทางร่วมกันของโรคอัลไซเมอร์และการแก่ชรานั่นเอง การสูงวัยทำให้เกิดโรค แต่ปัจจัยที่นำไปสู่โรคเกิดขึ้นตั้งแต่อายุยังน้อย" - กอร์ดอนกล่าว Lithgow, Ph.D., ศาสตราจารย์ Baca, รองประธานฝ่ายวิชาการและผู้เขียนอาวุโสของการศึกษาวิจัย

ความจริงที่ว่าทีมงานได้ค้นพบโปรตีนหลักที่ไม่ละลายน้ำซึ่งมีโปรตีนจำนวนมากที่ไม่เคยได้รับการพิจารณามาก่อน ทำให้เกิดเป้าหมายใหม่สำหรับการวิจัย Lithgow กล่าว “ในบางแง่มุม มันทำให้เกิดคำถามว่าเราควรดูว่าโรคอัลไซเมอร์จะเป็นอย่างไรในคนหนุ่มสาว” เขากล่าว

นอกเหนือจากอะไมลอยด์และเทา

จนถึงขณะนี้ การวิจัยส่วนใหญ่เกี่ยวกับโรคอัลไซเมอร์มุ่งเน้นไปที่การสะสมของโปรตีน 2 ชนิด ได้แก่ อะไมลอยด์เบต้าและเทา อย่างไรก็ตาม มีโปรตีนอื่นๆ อีกหลายพันชนิดในมวลรวมที่ไม่ละลายน้ำเหล่านี้ Anderton กล่าว และไม่ทราบบทบาทของโปรตีนเหล่านี้ต่อโรคอัลไซเมอร์ นอกจากนี้ ห้องปฏิบัติการของพวกเขาและห้องทดลองอื่นๆ ยังตั้งข้อสังเกตว่าในระหว่างกระบวนการชราตามปกติโดยไม่มีโรค จะเกิดการสะสมของโปรตีนที่ไม่ละลายน้ำด้วย โปรตีนที่ไม่ละลายน้ำเหล่านี้จากสัตว์เก่า เมื่อผสมกับอะไมลอยด์เบต้าในหลอดทดลอง จะช่วยเร่งการรวมตัวของอะไมลอยด์

ทีมงานถามตัวเองว่าอะไรคือความเชื่อมโยงระหว่างการสะสมของมวลรวมของโรคอัลไซเมอร์กับการสูงวัยที่ปราศจากโรค โดยมุ่งเน้นที่อะไมลอยด์เบต้า โดยใช้สายพันธุ์ของหนอนขนาดเล็กมาก Caenorhabditis elegans ซึ่งใช้กันมานานในการวิจัยการชราภาพ ซึ่งได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อผลิตโปรตีนอะไมลอยด์ของมนุษย์

แอนเดอร์ตันกล่าวว่าทีมงานสงสัยว่าอะไมลอยด์เบต้าอาจทำให้โปรตีนชนิดอื่นไม่ละลายน้ำในระดับหนึ่ง “เราพบว่าอะไมลอยด์เบต้าทำให้เกิดความไม่ละลายน้ำอย่างมาก แม้แต่ในสัตว์ที่อายุน้อยมาก” แอนเดอร์ตันกล่าว พวกเขาพบว่ามีโปรตีนบางส่วนที่ดูเหมือนจะมีความเสี่ยงสูงต่อความไม่ละลายน้ำ ไม่ว่าจะเกิดจากการเติมอะไมลอยด์เบต้าหรือในระหว่างกระบวนการชราตามปกติ พวกเขาเรียกกลุ่มย่อยที่มีช่องโหว่นี้ว่า "โปรตีนหลักที่ไม่ละลายน้ำ"

ทีมงานยังแสดงให้เห็นว่าแกนกลางของโปรตีโอมที่ไม่ละลายน้ำนั้นเต็มไปด้วยโปรตีนที่มีความเชื่อมโยงกับโรคความเสื่อมของระบบประสาทต่างๆ นอกเหนือจากโรคอัลไซเมอร์ รวมถึงโรคพาร์กินสัน โรคฮันติงตัน และโรคพรีออน

"การศึกษาของเราชี้ให้เห็นว่าอะไมลอยด์อาจทำหน้าที่เป็นตัวขับเคลื่อนการรวมตัวที่เกี่ยวข้องกับอายุตามปกติ" แอนเดอร์ตันกล่าว “ตอนนี้เรามีหลักฐานที่ชัดเจน ฉันคิดว่าเป็นครั้งแรกว่าทั้งอะไมลอยด์และการแก่ชราส่งผลต่อโปรตีนชนิดเดียวกันในลักษณะเดียวกัน มันค่อนข้างเป็นไปได้ที่จะเป็นวงจรอุบาทว์ที่การแก่ชราทำให้เกิดความไม่ละลายน้ำ และอะไมลอยด์เบต้าก็ทำให้เกิดความไม่ละลายเช่นกัน และพวกมันแค่เสริมกำลังแต่ละอย่าง อื่นๆ"

โปรตีนอะไมลอยด์เป็นพิษสูงต่อหนอน และทีมงานต้องการหาวิธีที่จะแก้ไขความเป็นพิษนี้ “เนื่องจากโปรตีนในไมโตคอนเดรียนับร้อยชนิดไม่ละลายน้ำทั้งในช่วงอายุและหลังการแสดงออกของอะไมลอยด์เบต้า เราจึงคิดว่าถ้าเราสามารถปรับปรุงคุณภาพของโปรตีนในไมโตคอนเดรียด้วยสารประกอบได้ บางทีเราอาจจะสามารถย้อนกลับผลกระทบด้านลบของอะไมลอยด์เบต้าได้” แอนเดอร์ตันกล่าว. นั่นคือสิ่งที่พวกเขาค้นพบโดยใช้อูโรลิธิน เอ ซึ่งเป็นสารธรรมชาติที่ผลิตในลำไส้เมื่อเรากินราสเบอร์รี่ วอลนัท และทับทิม ซึ่งเป็นที่ทราบกันดีว่าช่วยปรับปรุงการทำงานของไมโตคอนเดรีย โดยชะลอผลกระทบที่เป็นพิษของอะไมลอยด์เบต้าอย่างมีนัยสำคัญ

"สิ่งที่ชัดเจนจากข้อมูลของเราคือความสำคัญของไมโตคอนเดรีย" แอนเดอร์ตันกล่าว ผู้เขียนกล่าวว่าข้อสรุปประการหนึ่งก็คือสุขภาพของไมโตคอนเดรียมีความสำคัญต่อสุขภาพโดยรวม “ไมโตคอนเดรียมีความสัมพันธ์ที่แน่นแฟ้นกับความชรา และมีความเชื่อมโยงอย่างแน่นแฟ้นกับอะไมลอยด์เบต้า” เขากล่าว "ฉันคิดว่าการศึกษาของเราเป็นหนึ่งในไม่กี่การศึกษาที่แสดงให้เห็นว่าการละลายไม่ได้และการรวมตัวของโปรตีนเหล่านี้อาจเป็นความเชื่อมโยงระหว่างกระบวนการทั้งสอง"

"เนื่องจากไมโตคอนเดรียมีความสำคัญต่อทั้งหมดนี้ วิธีหนึ่งที่จะทำลายวงจรการเสื่อมลงได้คือการแทนที่ไมโตคอนเดรียที่เสียหายด้วยไมโตคอนเดรียใหม่" Lithgow กล่าว "ทำอย่างไร? คุณต้องออกกำลังกายและรับประทานอาหารเพื่อสุขภาพ"