Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι η μάθηση και η μνήμη εξαρτώνται από τις δομικές, παρά τις ενζυμικές, λειτουργίες του ενζύμου CaMKII. Αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέες θεραπείες για τη νόσο του Alzheimer και πιθανώς το σύνδρομο Down, χρησιμοποιώντας αναστολείς που στοχεύουν ειδικά την ενζυματική δραστηριότητα του ενζύμου χωρίς να επηρεάζουν τη μάθηση και τη μνήμη.
Η αποκάλυψη μηχανισμών μνήμης θα μπορούσε να ανοίξει το δρόμο για καινοτόμες θεραπείες για τη νόσο του Αλτσχάιμερ και διάφορες άλλες νευρολογικές παθήσεις.
Ερευνητές από το University of Colorado Anschutz Medical Campus έκαναν μια «αλλαγή παραδείγματος» στους μηχανισμούς που απαιτούνται για τη μάθηση και τη μνήμη. Αυτά τα ευρήματα υπόσχονται να ανοίξουν το δρόμο για νέες θεραπείες Η ασθένεια Αλτσχάϊμερ Ασθένεια και πιθανώς σύνδρομο Down.
Η μελέτη δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό φύση.
Για περισσότερα από 30 χρόνια, οι ερευνητές πίστευαν ότι το LTP ή η μακροπρόθεσμη ενίσχυση, η οποία είναι κρίσιμη για τη μάθηση και τη μνήμη, απαιτεί ενζυματικές δράσεις από ένα ένζυμο γνωστό ως CaMKII.
Αλλά μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον Uli Baer, Ph.D., καθηγητή φαρμακολογίας στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου του Κολοράντο, Το LTP βρέθηκε ότι απαιτεί δομικές αλλά όχι ενζυμικές λειτουργίες του CaMKII.
Αυτό είναι σημαντικό, είπε η Bayer, επειδή ανοίγει την πόρτα στη θεραπευτική χρήση μιας νέας κατηγορίας αναστολέων που στοχεύουν μόνο την ενζυματική δραστηριότητα του CaMKII, αλλά όχι τις δομικές λειτουργίες που απαιτούνται για τη μνήμη και τη μάθηση.
Προηγούμενες μελέτες από το εργαστήριο Bayer έχουν δείξει ότι η αναστολή της ενζυμικής δραστηριότητας του CaMKII προστατεύει από ορισμένες από τις επιδράσεις των πλακών αμυλοειδούς βήτα (Abeta) στον εγκέφαλο, χαρακτηριστικό της νόσου του Alzheimer (AD).
Οι ερευνητές βρήκαν μια ομάδα αναστολέων που προστατεύουν από τις επιδράσεις του Abeta χωρίς να βλάπτουν το LTP, καθιστώντας τους χρήσιμους στη θεραπεία ορισμένων εγκεφαλικών ασθενειών χωρίς εξουθενωτικές παρενέργειες.
«Το συμπέρασμα είναι ότι μια συγκεκριμένη κατηγορία αναστολέων της δραστηριότητας του CaMKII θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί χρόνια για τη θεραπεία εγκεφαλικών ασθενειών συμπεριλαμβανομένης της νόσου του Αλτσχάιμερ», δήλωσε ο Baer, ανώτερος συγγραφέας της μελέτης. «Αυτό είναι πολύ νέο, καθώς παλαιότερα πιστευόταν ότι οποιοσδήποτε αναστολέας της δραστηριότητας του CaMKII θα εμπόδιζε τη συναπτική πλαστικότητα που βρίσκεται στη βάση της μάθησης και της μνήμης, επομένως η χρόνια χρήση του θα αντιστραφεί».
Εάν οι αναστολείς είναι επιτυχείς στους ανθρώπους, είπε η Bayer, θα μπορούσαν να προσφέρουν πρόσθετα οφέλη σε συνδυασμό με οποιεσδήποτε τρέχουσες στρατηγικές θεραπείας για τη νόσο του Αλτσχάιμερ.
«Αυτό συμβαίνει γιατί στοχοποιούνται διαφορετικοί μηχανισμοί», είπε. “Στοχεύουμε τις κατάντη επιπτώσεις του Abeta. Αν και δεν προσποιούμαστε καν ότι αυτό θα είναι μια θεραπεία, έχει τη δυνατότητα να ανακουφίσει σημαντικά μερικά από τα πιο καταστροφικά συμπτώματα της απώλειας μνήμης και μάθησης.”
Το εργαστήριο της Bayer δοκιμάζει τώρα εάν οι προβλέψεις που έγιναν από το πρωτοποριακό χαρτί τους μπορούν να αξιοποιηθούν για ανθρώπινη θεραπεία.
Αναφορά: «Επαγωγή LTP από δομικές αλλά όχι ενζυμικές λειτουργίες του CaMKII» από τον Jonathan E. Tullis, Matthew E. Λάρσεν, Νικόλ Λ. Romian, Ronald K. Freund, Emma E. Boxer, Caroline Nicole Brown, Stephen J. Shulman, Jason Otto, Mark L. Dell’Acqua και Κ. Ulrich Baer, 30 Αυγούστου 2023, φύση.
doi: 10.1038/s41586-023-06465-j