APH-1A and CDK5 Expression Correlates with Tau Hyperphosphorylation and Its Attenuation by Brahmi and Donep-M in STZ induced Alzheimer’s Disease Model

De ziekte van Alzheimer is een progressieve aandoening die langzaam het vermogen van de hersenen om te functioneren uitholt, waarbij een spoor van beschadigde zenuwcellen en verstrengelde eiwitten achterlaat. In het hart van dit verval liggen twee belangrijke boosdoeners: plakkerige klonten eiwit die zich tussen de cellen ophopen, en een structureel eiwit binnen de cellen genaamd tau. Onder normale omstandigheden werkt tau als de stalen balken van een gebouw, die het interne frame van de cel bij elkaar houden. Echter, bij Alzheimer verandert dit eiwit chemisch op een manier die ervoor zorgt dat het loslaat van zijn steunen en in de knoop raakt, wat leidt tot de instorting van de structuur van de cel en uiteindelijk de dood van de cel. Wetenschappers zoeken al lang naar de specifieke moleculaire schakelaars die deze eiwitten in hun gevaarlijke toestanden zetten, in de hoop dat het vinden ervan nieuwe manieren zal onthullen om de ziekte te stoppen.

In een recente studie hebben onderzoekers aan de Jawaharlal Nehru Universiteit in India geprobeerd deze schakelaars te vinden door grootschalige computeranalyse van menselijke hersendata te combineren met handmatige experimenten in het laboratorium. Ze begonnen met het doorzoeken van duizenden genen van mensen met Alzheimer om te identificeren welke genen anders gedrag vertoenden dan in gezonde hersenen. Vanuit deze enorme lijst vernauwden ze hun focus tot twee specifieke genen, APH-1A en CDK5, die sterk verbonden leken te zijn met de ziekte. Om te testen of deze genen werkelijk betrokken waren bij de schade, creëerden de onderzoekers een model van Alzheimer in een schaal met behulp van menselijke zenuwcellen. Ze stelden deze cellen bloot aan een chemische stressfactor die de ziekte nabootst, wat de cellen tekenen van stress deed vertonen en het tau-eiwit hyperactief en misvormd maakte.

Het team testte vervolgens of twee verschillende behandelingen deze schade konden omkeren. De ene behandeling was een moderne farmaceutische combinatie van medicijnen die al worden gebruikt voor het beheersen van symptomen van Alzheimer. De andere was een extract van Brahmi, een plant die al lang in de traditionele geneeskunde wordt gebruikt voor de gezondheid van de hersenen. Toen ze deze behandelingen toepasten op de gestreste cellen, verminderden zowel de moderne medicijnen als het plantenextract de schadelijke veranderingen succesvol. De cellen die met een van beide methoden werden behandeld, vertoonden een significante afname van het beschadigde tau-eiwit en keerden terug naar een gezondere, meer stabiele fysieke vorm. De onderzoekers gebruikten ook een zeer gevoelig scansinstrument om het oppervlak van de cellen te meten, waarmee ze bevestigden dat de behandelingen hielpen bij het herstellen van de gladde, intacte structuur van de cellen, die door de ziektestress ruwer en vervormd was geraakt.

De studie onderzocht verder hoe het plantenextract mogelijk werkt door te kijken naar de interactie tussen de chemische componenten van de plant en de twee doelgenen. Met behulp van computermodellering ontdekten ze dat specifieke moleculen binnen het Brahmi-extract potentieel kunnen binden aan de eiwitten die door deze genen worden geproduceerd, wat suggereert dat de plant een directe manier heeft om de cellulaire chaos te kalmeren. Hoewel de onderzoekers niet bewezen dat het plantenextract precies hetzelfde werkt als de farmaceutische medicijnen, toonden hun resultaten aan dat beide benaderingen effectief waren in het verminderen van de specifieke moleculaire schade die geassocieerd wordt met Alzheimer in hun celmodel. Dit werk biedt een duidelijke link tussen de genetische handtekeningen gevonden bij menselijke patiënten en de fysieke veranderingen waargenomen in levende cellen, en biedt een nieuw kader voor het testen van potentiële therapieën.

Door de punten te verbinden tussen wat er in de menselijke hersenen gebeurt op genetisch niveau en wat er in een enkele cel in een schaal gebeurt, biedt de studie een completer beeld van de ziekte. Het bevestigt dat de twee genen die zij selecteerden inderdaad reactief zijn op de stress van Alzheimer, en dat deze schade kan worden verzacht. De bevindingen suggereren dat Brahmi, het plantenextract, veelbelovend is als een natuurlijk middel dat zenuwcellen kan beschermen tegen het specifieke type schade dat bij Alzheimer wordt gezien, waarbij het samenwerkt met of vergelijkbaar is met gevestigde medische behandelingen. Deze aanpak van het gebruiken van genetische aanwijzingen om laboratoriumexperimenten te sturen, helpt wetenschappers om voorbij gokwerk te gaan en hun inspanningen te richten op de meest waarschijnlijke doelwitten voor toekomstige genezingen. De research beweert niet de oplossing voor Alzheimer te hebben gevonden, maar het biedt een solide, experimenteel geverifieerd pad vooruit om te begrijpen hoe de ziekte cellen beschadigt en hoe het gestopt kan worden.