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Wissenschaftler entdecken Protein, das beschädigte Synapsen im Gehirn repariert

Wissenschaftler entdecken einen Weg, beschädigte Synapsen im Gehirn zu reparieren
  • Forscher entdecken eine Möglichkeit, durch Neurodegeneration verursachte Schäden, die zu Gedächtnisverlust führen, mithilfe eines Proteins namens KIBRA umzukehren. 

  • KIBRA ist hauptsächlich an Synapsen im Gehirn lokalisiert, den Verbindungen zwischen Neuronen, die die Bildung und den Abruf von Erinnerungen ermöglichen.

  • KIBRA ist für die Bildung von Erinnerungen durch Synapsen erforderlich, und dieses Forscherteam fand heraus, dass neuregenerative Gehirne einen Mangel an KIBRA aufweisen.

  • Bei Mäusen mit Gedächtnisverlust kehrte KIBRA die mit dieser Art von Neurodegeneration verbundene Gedächtnisstörung um wiederhergestellte synaptische Funktion.

Dieser Artikel wurde auf ScienceDaily.com veröffentlicht: [kann hinsichtlich Inhalt oder Länge bearbeitet werden]

Während neu zugelassene Medikamente gegen Neurodegeneration einiges versprechen, die gedächtnisraubende Krankheit zu verlangsamen, sind die aktuellen Behandlungen bei der Wiederherstellung des Gedächtnisses bei weitem nicht wirksam. „Was benötigt wird, sind mehr Behandlungsoptionen, die auf die Wiederherstellung des Gedächtnisses abzielen“, sagte Buck-Assistenzprofessorin Tara Tracy, PhD, die leitende Autorin einer Studie, die eine alternative Strategie zur Umkehrung der damit verbundenen Gedächtnisprobleme vorschlägt neurodegeneration.

Da die meisten aktuellen Forschungen zu möglichen Behandlungen für neurodegeneration da sich das Team auf die Reduzierung der toxischen Proteine ​​wie Tau und Beta-Amyloid konzentriert, die sich mit fortschreitender Krankheit im Gehirn ansammeln, wich das Team von diesem Weg ab und suchte nach einer Alternative.

„Anstatt zu versuchen, toxische Proteine ​​im Gehirn zu reduzieren, versuchen wir, den dadurch verursachten Schaden umzukehren neurodegeneration um das Gedächtnis wiederherzustellen“, sagte Tracy.

Die Ergebnisse erscheinen in der Ausgabe vom 1. Februar Das Journal of Clinical Investigation.

Die Arbeit basiert auf einem Protein namens KIBRA, das so heißt, weil es in der Niere und im Gehirn vorkommt.

Im Gehirn ist es hauptsächlich an den Synapsen lokalisiert, den Verbindungen zwischen Neuronen, die es ermöglichen, Erinnerungen zu bilden und abzurufen.

Untersuchungen haben gezeigt, dass KIBRA für die Bildung von Erinnerungen in Synapsen erforderlich ist, und Tracys Team hat herausgefunden, dass Gehirne dabei helfen neurodegeneration weisen einen KIBRA-Mangel auf.

„Wir haben uns gefragt, wie sich die niedrigeren KIBRA-Spiegel auf die Signalübertragung an der Synapse auswirken und ob ein besseres Verständnis dieses Mechanismus Erkenntnisse darüber liefern könnte, wie die dabei beschädigten Synapsen repariert werden können.“ neurodegeneration", sagte Buck Staff Scientist Grant Kauwe, PhD, Co-Erstautor der Studie.

„Was wir identifiziert haben, ist ein Mechanismus, der auf die Reparatur synaptischer Funktionen abzielen könnte, und wir versuchen nun, auf der Grundlage dieser Arbeit eine Therapie zu entwickeln.“

Das Team maß zunächst den KIBRA-Spiegel in der Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit von Menschen.

Sie fanden heraus, dass höhere KIBRA-Werte in der Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit, aber niedrigere Werte im Gehirn, mit der Schwere des [Gedächtnisverlusts] korrespondierten.

„Wir fanden auch diesen erstaunlichen Zusammenhang zwischen erhöhten Tau-Spiegeln und erhöhten KIBRA-Spiegeln in der Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit“, sagte Tracy.

„Es war sehr überraschend, wie stark die Beziehung war, was wirklich darauf hindeutet, dass KIBRA im Gehirn von Tau beeinflusst wird.“ Das Team erforscht dieses Phänomen weiter und hofft, dass KIBRA als Biomarker für synaptische Dysfunktion und kognitiven Rückgang verwendet werden könnte, der für die Diagnose, Behandlungsplanung und Verfolgung des Krankheitsverlaufs und des Ansprechens auf die Therapie nützlich sein könnte.

Um herauszufinden, wie KIBRA Synapsen beeinflusst, erstellte das Team eine verkürzte funktionelle Version des KIBRA-Proteins.

Bei Labormäusen, die einen Zustand haben, der dem Menschen ähnelt [Neurodegeneration]sie fanden heraus, dass dieses Protein die mit dieser Art von Gedächtnisstörung verbundene Gedächtnisstörung umkehren kann [Neurodegeneration].

Sie fanden heraus, dass KIBRA Mechanismen rettet, die die Widerstandsfähigkeit von Synapsen fördern.

„Interessanterweise stellte KIBRA die synaptische Funktion und das Gedächtnis bei Mäusen wieder her, obwohl das Problem der Ansammlung toxischer Tau-Proteine ​​nicht behoben wurde“, sagte Kristeen Pareja-Navarro, Co-Erstautorin der Studie.

„Unsere Arbeit unterstützt die Möglichkeit, dass KIBRA als Therapie zur Verbesserung des Gedächtnisses nach dem Beginn des Gedächtnisverlusts eingesetzt werden könnte, auch wenn das toxische Protein, das den Schaden verursacht hat, bestehen bleibt.“

Neben anderen Behandlungen, die bereits existieren oder in Zukunft verfügbar sein werden, könnte eine KIBRA-Therapie zur Reparatur von Synapsen eine wertvolle Ergänzung sein. „Die Reduzierung toxischer Proteine ​​ist natürlich wichtig, aber die Reparatur von Synapsen und die Verbesserung ihrer Funktion ist ein weiterer entscheidender Faktor, der helfen könnte“, sagte Tracy. „Deshalb sehe ich, dass dies in Zukunft die größten Auswirkungen haben wird.“

Quelle der Geschichte:

Materialien zur Verfügung gestellt von Buck-Institut für Altersforschung. Hinweis: Der Inhalt kann hinsichtlich Stil und Länge bearbeitet werden.


Tagebuch:

  1. Grant Kauwe, Kristeen A. Pareja-Navarro, Lei Yao, Jackson H. Chen, Ivy Wong, Rowan Saloner, Helen Cifuentes, Alissa L. Nana, Samah Shah, Yaqiao Li, David Le, Salvatore Spina, Lea T. Grinberg, William W. Seeley, Joel H. Kramer, Todd C. Sacktor, Birgit Schilling, Li Gan, Kaitlin B. Casaletto und Tara E. Tracy. KIBRA repariert die synaptische Plastizität und fördert die Widerstandsfähigkeit gegenüber tauopathiebedingtem Gedächtnisverlust. Das Journal of Clinical Investigation, 2024 DOI: 10.1172/JCI169064


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