Långt före symtom på Alzheimers sjukdom förändras energibalansen i hjärnceller som är viktiga för närminnet. Det visar en studie på möss.
Alzheimers sjukdom är den vanligaste formen av demens och 20 000 personer i Sverige får diagnosen varje år.
I en ny studie har forskare vid Karolinska institutet utgått från möss med alzheimer. Över tid utvecklar de sjukdomen på liknande sätt som människor.
I unga möss kunde forskarna se en ökad energiomsättning i cellens energifabriker, mitokondrierna*, och att det är ett tidigt tecken på demenssjukdomen.
– Intressant nog syns en ändrad energiomsättning innan det har hunnit bildas olösliga plack i hjärnan som är ett kännetecken för sjukdomen. Att energibalansen ändras stämmer överens med vad man har sett vid avbildning av hjärnan hos människor med Alzheimers sjukdom, men nu har vi hittat förändringarna i ett tidigare skede, säger forskaren Maria Ankarcrona vid Karolinska institutet.
Hippocampus har studerats
När sjukdomen pågått en tid brukar energiomsättningen tvärtom minska, något som bidrar till nedbrytning av synapser, alltså kopplingar mellan nervcellerna. Detta kunde forskarna även se i de äldre mössen där sjukdomen har gått längre.
– Sjukdomen börjar utvecklas 20 år innan man får symtom, så att kunna detektera den tidigt är viktigt – inte minst med tanke på de bromsmediciner som börjar komma. Här kan ändrad ämnesomsättning vara en diagnostisk faktor, säger forskaren Per Nilsson vid Karolinska institutet.
I studien har forskarna analyserat hippocampus hos mössen. Det är den del av hjärnan som är viktig för närminnet och som tidigt påverkas vid alzheimer.
Med hjälp av så kallad rna-sekvensering fick forskarna en bild av vilka gener som är aktiva i hippocampus celler vid sjukdomens olika stadier. I början av sjukdomen var ett av de första stegen en ökad energiomsättning i mitokondrierna.
Störningar i cellernas återvinningssystem
Förändringarna i energiomsättningen beror på störningar i cellens återvinningssystem, en process som kallas autofagi (se faktaruta). Upptäckten av mekanismerna bakom autofagi belönades med Nobelpriset i fysiologi eller medicin 2016.
De förändringar som senare uppträdde i nervcellernas kopplingar undersöktes bland annat med elektronmikroskopi. Då syntes att de ”blåsor” – så kallade autofagosomer där gamla uttjänta proteiner bryts ner och deras beståndsdelar omsätts – hade stockat sig i synapsen. Följden blev försämrad tillgång till fungerande proteiner.
Nu kommer forskarna att studera mitokondriers och autofagins roll vid utvecklingen av Alzheimers sjukdom mer i detalj.
– De här fynden lyfter betydelsen av att ha kvar fungerande mitokondrier och normal omsättning av proteiner. Framåt kan vi i möss testa om nya molekyler som stabiliserar normal mitokondrie- och autofagifunktion kan bromsa sjukdomen, säger Per Nilsson.
Mer om autofagi
Autofagi kan enkelt beskrivas som cellernas egen återvinningstation. Det är en grundläggande mekanism som styr cellers förmåga att bryta ner och återvinna sitt eget material, det vill säga bli av med uttjänta cellkomponenter, cellskräpet, och genom återbruk av egna beståndsdelar få ny energi till cellerna. Rubbningar i den här mekanismen tros bidra till utveckling av flera olika sjukdomar.
Vetenskaplig studie:
Mitochondrial hypermetabolism precedes impaired autophagy and synaptic disorganization in App knock-in Alzheimer mouse models, Molecular Psychiatry.
Kontakt:
Maria Ankarcrona, professor vid institutionen för neurobiologi, vårdvetenskap och samhälle, Karolinska institutet,
Maria.Ankarcrona@ki.se
Per Nilsson, docent vid institutionen för neurobiologi, vårdvetenskap och samhälle, karolinska institutet, Per.et.Nilsson@ki.se
