บทความอายุยืน

จุดประกายการเชื่อมต่อใหม่: การเปลี่ยนแปลงของสมองที่ใช้ร่วมกันในช่วงสูงวัยและการรักษาภาวะเสื่อมของระบบประสาทตามข้อมูลของโรคอัลไซเมอร์

จุดประกายการเชื่อมต่อใหม่: การเปลี่ยนแปลงของสมองที่ใช้ร่วมกันในช่วงสูงวัยและการรักษาภาวะเสื่อมของระบบประสาทตามข้อมูลของโรคอัลไซเมอร์

ปัจจัยทางชีววิทยาหลายประการ ตั้งแต่การสะสมของโปรตีนที่เป็นพิษ ไปจนถึงการอักเสบของสมอง และความผิดปกติของหลอดเลือด เชื่อว่าจะผลักดันการเปลี่ยนแปลงที่เป็นต้นตอของการสูงวัยอย่างมีสุขภาพดีและภาวะการเสื่อมของระบบประสาท เช่น โรคอัลไซเมอร์ แต่เราเพียงแต่เข้าใจว่าตัวชี้วัดที่แตกต่างกัน ตั้งแต่ยีน การสร้างภาพระบบประสาท ไปจนถึงการรับรู้ สามารถนำไปใช้เพื่อทำความเข้าใจเพิ่มเติมทั้งการสูงวัยอย่างมีสุขภาพดีและการเสื่อมของระบบประสาทได้อย่างไร ความรู้นี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาตัวชี้วัดทางชีวภาพสำหรับการวินิจฉัยและการรักษาเฉพาะบุคคล

ขับเคลื่อนด้วยแรงจูงใจนี้ ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยแมคกิลล์ ประเทศแคนาดา ได้สร้างแบบจำลองใหม่ของการสูงวัยอย่างมีสุขภาพดีและการลุกลามของโรคอัลไซเมอร์ในสมอง- วิธีการใหม่นี้รวบรวมอิทธิพลโดยตรงของยีนหลายร้อยตัวที่มีต่อผลกระทบในระดับภูมิภาคในสมอง การแพร่กระจายของความผิดปรกติผ่านการเชื่อมต่อของสมองและเครือข่ายหลอดเลือด และผลที่ตามมาจากการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ต่อการรับรู้ กรอบการทำงานที่นำเสนอเป็นเทคนิคที่น่าหวังในการระบุเป้าหมายทางพันธุกรรมที่มีประสิทธิผล เพื่อป้องกันความผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับความชรา และปรับปรุงสภาวะความเสื่อมของระบบประสาทที่มีอยู่

อะไรเป็นตัวขับเคลื่อนการสูงวัยอย่างมีสุขภาพดีในสมอง?

ภายในเซลล์ของเรา รหัสพันธุกรรมของเราสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามอายุ ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในกิจกรรมทางพันธุกรรมและการทำงานของโปรตีนที่พวกมันเข้ารหัส การเปลี่ยนแปลงบางประการเหล่านี้นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพที่พบในการสูงวัยตามปกติ ในขณะที่การเปลี่ยนแปลงบางอย่างอาจนำไปสู่การพัฒนาของโรคและสภาวะสุขภาพ

แต่เรารู้เพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับเหตุการณ์ทางพันธุกรรมที่นำไปสู่การลดลงของความรู้ความเข้าใจในวัยสูงอายุ นักวิจัยเข้าใจว่าสภาวะเช่นโรคอัลไซเมอร์ไม่ได้เกิดจากเหตุการณ์ใดเหตุการณ์หนึ่ง แต่เกิดจากปัจจัยหลายประการที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่นำไปสู่โรค (1) นี่เป็นเหตุผลหนึ่งที่ทำให้การพัฒนายาที่มีประสิทธิภาพสำหรับการป้องกันหรือรักษาโรคสมองเสื่อมที่เกี่ยวข้องกับโรคอัลไซเมอร์เป็นเรื่องยากมาก

รูปแบบการกระตุ้นของยีนจะปรับการแก่ชราของสมองที่ดีและการลุกลามของโรคอัลไซเมอร์

กลยุทธ์ในการทำความเข้าใจความชราของสมองและการลดลงของความรู้ความเข้าใจ

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความสามารถของนักวิทยาศาสตร์ในการทำแผนที่ยีนและโปรตีน (สาขาที่เรียกว่าจีโนมิกส์และโปรตีโอมิกส์) ได้ก้าวไปข้างหน้าอย่างมาก ด้วยเทคโนโลยีใหม่ นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุยีนต่างๆ และโปรตีนต่างๆ ที่พวกมันเข้ารหัสได้ ความก้าวหน้าในการประมวลผลข้อมูลและการคำนวณทำให้สามารถจัดทำแผนที่ส่วนต่างๆ ของห้องสมุดพันธุกรรมของเราได้ ซึ่งช่วยให้เข้าใจเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในเนื้อเยื่อในระดับจุลทรรศน์และโมเลกุลได้ดีขึ้น

ในระดับมหภาคมากขึ้น ความก้าวหน้าในการถ่ายภาพช่วยให้นักวิจัยสังเกตการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาของโรค ตัวอย่างเช่น การทดสอบด้วยภาพ เช่น cat scan และ mri ช่วยให้แพทย์สามารถสังเกตการสะสมโปรตีนที่ผิดปกติ การเปลี่ยนแปลงการไหลเวียนของเลือด และการฝ่อ ซึ่งเป็นปกติของโรคอัลไซเมอร์ (2)

ปัจจุบัน ด้วยความก้าวหน้าในการสร้างแบบจำลองข้อมูล นักวิทยาศาสตร์สามารถนำสิ่งที่ค้นพบซึ่งครั้งหนึ่งเคยแยกออกมาแล้วเหล่านี้มาอ้างอิงโยงเข้าด้วยกัน เพื่อให้เข้าใจที่ครอบคลุมมากขึ้นเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับการสูงวัยและการพัฒนาของโรค เช่น โรคอัลไซเมอร์ วิธีการนี้ช่วยให้นักวิจัยสามารถระบุเป้าหมายใหม่สำหรับการวิจัยและหวังว่าจะมีความเป็นไปได้ใหม่ในการรักษา

รูปแบบการกระตุ้นของยีนจะปรับการแก่ชราของสมองที่ดีและการลุกลามของโรคอัลไซเมอร์

กลุ่มนักวิจัยชาวแคนาดาเพิ่งตีพิมพ์บทความในวารสารนี้ อีไลฟ์ ให้ข้อมูลเชิงลึกว่าความชรา ความเสื่อมถอยทางสติปัญญา และโรคอัลไซเมอร์มีความเกี่ยวพันกันอย่างไร (3) การศึกษานี้นำข้อมูลจากผู้คน 460 คนที่ลงทะเบียนในโครงการ neuroimaging initiative cohort ของโรคอัลไซเมอร์ ซึ่งเป็นการศึกษาระยะยาวที่ติดตามผู้เข้าร่วมและประสิทธิภาพการรับรู้ของพวกเขาเมื่ออายุมากขึ้น 

ผู้เข้าร่วมการศึกษาเหล่านี้มีการถ่ายภาพสมองเป็นประจำ ไม่ว่าจะผ่านการสแกน pet หรือผ่าน mri ด้วยการวาดแผนที่ทางพันธุกรรมที่มีอยู่ของสมองและข้อมูลจากการศึกษาทางระบาดวิทยา ข้อมูลจำนวนมหาศาลนี้ช่วยให้นักวิจัยสามารถสังเกตการเปลี่ยนแปลงระดับจุลภาคที่เกิดขึ้นในระดับพันธุกรรมได้ เช่นเดียวกับการเปลี่ยนแปลงในระดับมหภาค เช่น การสะสมของโปรตีนที่ผิดปกติและรูปแบบการไหลเวียนของเลือด เมื่อผู้ป่วยเหล่านี้มีอายุมากขึ้น

"ในการวิจัยเรื่องอายุและโรค การศึกษาส่วนใหญ่รวมการวัดสมองในระดับจุลภาคหรือระดับมหภาค โดยไม่สามารถตรวจพบความสัมพันธ์เชิงสาเหตุโดยตรงระหว่างปัจจัยทางชีววิทยาหลายประการที่ความละเอียดเชิงพื้นที่หลายระดับ" อธิบาย ผู้เขียนคนแรก Quadri Adewale ปริญญาเอก ผู้สมัครจากภาควิชาประสาทวิทยาและประสาทศัลยศาสตร์ มหาวิทยาลัย McGill ประเทศแคนาดา "เราต้องการรวมการวัดการทำงานของยีนในสมองทั้งสมองเข้ากับข้อมูลการสแกนทางคลินิกในรูปแบบที่ครอบคลุมและเป็นส่วนตัว ซึ่งจากนั้นเราจะตรวจสอบความถูกต้องของการสูงวัยอย่างมีสุขภาพดีและโรคอัลไซเมอร์"

โรคสูงวัยและโรคอัลไซเมอร์มีทั้งกลไกที่พบบ่อยและชัดเจน

เมื่อเปรียบเทียบการค้นพบจากข้อมูลทางพันธุกรรมกับการค้นพบที่เห็นได้จากการสแกนสมอง นักวิจัยได้ระบุถึงการเปลี่ยนแปลงหลายประการที่นำไปสู่การสะสมของโปรตีนที่เป็นพิษและความผิดปกติของเส้นประสาท การทำเช่นนี้ทำให้พวกเขาสามารถระบุยีนที่รับผิดชอบต่อความเสื่อมถอยของการรับรู้ในวัยปกติได้

โดยรวมแล้ว adewale และเพื่อนร่วมงานได้ระบุยีน 111 ยีนที่รับผิดชอบต่อการเสื่อมถอยของการรับรู้ นอกเหนือจากกระบวนการทางชีววิทยาที่แตกต่างกันอย่างน้อย 65 กระบวนการ การค้นพบนี้แสดงให้เห็นว่ากระบวนการปกติของการแก่ชราและโรคอัลไซเมอร์มีเส้นทางทางชีววิทยาที่เหมือนกันหลายประการ นอกจากนี้ยังชี้ให้เห็นว่ากลไกของการแก่ชราตามปกติและการพัฒนาของโรคอัลไซเมอร์มีความทับซ้อนกันอย่างมีนัยสำคัญ แม้ว่าการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับโรคอัลไซเมอร์ดูเหมือนจะเร่งเร็วขึ้นก็ตาม 

"การศึกษาของเราให้ข้อมูลเชิงลึกอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อนเกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์หลายระดับระหว่างการสูงวัยและปัจจัยทางชีววิทยาที่เกี่ยวข้องกับโรคอัลไซเมอร์ และบทบาทกลไกที่เป็นไปได้ของยีนที่ระบุ" สรุป ผู้เขียนอาวุโส Yasser Iturria-Medina ผู้ช่วยศาสตราจารย์ภาควิชาประสาทวิทยาและประสาทศัลยศาสตร์ที่มหาวิทยาลัย McGill “เราได้แสดงให้เห็นว่าโรคอัลไซเมอร์และการสูงวัยอย่างมีสุขภาพดีมีกลไกทางชีววิทยาที่ซับซ้อนร่วมกัน แม้ว่าโรคอัลไซเมอร์จะแยกจากกันโดยมีการเปลี่ยนแปลงวิถีโมเลกุลและวิถีการมองเห็นด้วยตาเปล่ามากกว่ามาก”

โรคสูงวัยและโรคอัลไซเมอร์มีทั้งกลไกที่พบบ่อยและชัดเจน

สู่แนวทางทางพันธุกรรมเพื่อยืดอายุการสูงวัยอย่างมีสุขภาพดีและการรักษาโรคอัลไซเมอร์

งานนี้มีนัยสำคัญในการทำความเข้าใจปัจจัยเบื้องหลังที่ผลักดันให้เกิดความชราและโรคอัลไซเมอร์ และที่สำคัญคือสำหรับการดำเนินการแบ่งชั้นผู้ป่วยตามทางชีวภาพสำหรับการดูแลทางการแพทย์เฉพาะบุคคล ดร. yasser iturria-medina สรุปว่า "โมเดลเฉพาะบุคคลนี้นำเสนอข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงหลายระดับในสมองผู้สูงอายุ โดยมีนัยสำคัญในการระบุเป้าหมายสำหรับการรักษาโรคอัลไซเมอร์ในอนาคต"

การศึกษาในอนาคตที่ใช้วิธีการนี้จะช่วยเพิ่มความเข้าใจของเราเกี่ยวกับความเสื่อมถอยของความรู้ความเข้าใจ และให้เป้าหมายใหม่สำหรับการวิจัยเกี่ยวกับวิธีการรักษา นักวิจัยยังเสนอว่าควรทดสอบการนำไปใช้และลักษณะทั่วไปของสูตรปัจจุบันในสภาวะทางระบบประสาทอื่นๆ ด้วย (เช่น โรคพาร์กินสันและภาวะสมองเสื่อมส่วนหน้า)

อ้างอิง:

  1.   ดิลล์แมน เอเอ, มาจูนี อี, ดิง เจ และคณะ การทำโปรไฟล์การถอดเสียงของสมองมนุษย์เผยให้เห็นว่าการแสดงออกของยีนซินแนปติกที่เปลี่ยนแปลงนั้นสัมพันธ์กับการแก่ชราตามลำดับเวลา ตัวแทนวิทยาศาสตร์ 2017;7(1):16890. เผยแพร่เมื่อ 2017 ธันวาคม 4. doi:10.1038/s41598-017-17322-0
  2.   ดูการ์ต เจ, เคอริฟ เอฟ, มุลเลอร์ เค และคณะ แบบจำลอง fdg-pet และ mri กำเนิดของความชราและการลุกลามของโรคในโรคอัลไซเมอร์ พลัสคอมพิวเตอร์ไบโอล 2013;9(4):e1002987. ดอย:10.1371/journal.pcbi.1002987
  3.   Adewale Q, Khan AF, Carbonell F, Iturria-Medina Y; โครงการริเริ่มการถ่ายภาพระบบประสาทโรคอัลไซเมอร์ แบบจำลองสมองแบบถอดเสียงและการสร้างภาพระบบประสาทแบบบูรณาการจะถอดรหัสกลไกทางชีววิทยาในการสูงวัยและโรคอัลไซเมอร์ เอไลฟ์- 2021;10:e62589. เผยแพร่เมื่อ 2021 พฤษภาคม 18. doi:10.7554/eLife.62589


โพสต์เก่ากว่า โพสต์ใหม่กว่า