Onemocnění mozku chronická traumatická encefalopatie (CTE) byla spojena s fyzickým traumatem hlavy – a ukázalo se, že tyto nárazy hlavy mohou vyvolat zánět a poškození DNA, které se v průběhu času hromadí v mozkových buňkách, zjistila nová studie.
Toto poškození DNA, které může nakonec vést k buněčné dysfunkci a smrti, se podobá poškození pozorovanému v mozcích lidí s Alzheimerova chorobavýzkum naznačuje.
Vědci stojící za novou studií se rozhodli prozkoumat souvislost mezi poškozením DNA a CTE poté, co ukázali, že zjistili, že zralé neurony, které se nedělí, přesto akumulují mutace po celý život. V a studie 2015tým zjistil, že tyto mutace se hromadí ještě rychleji v souvislosti s mozkovými chorobami, jako je Alzheimerova choroba.
„Dřív jsme si mysleli, že neurony mají nejstabilnější genomy v těle,“ řekl Dr. Christopher Walshgenetik z Boston’s Children’s Hospital, který byl spoluautorem jak předchozí studie, tak nové studie. „Ale ukázalo se, že rok co rok zachycují mutace a tyto mutace urychlují neurodegenerativní onemocnění,“ řekl Live Science.
Tento objev vyvolal otázku: Pokud se poškození DNA nahromadí u jiných mozkových poruch, mohlo by to také způsobit ztrátu neuronů pozorovanou u CTE?
V nové studii publikované 30. října v časopise Vědavýzkumníci analyzovali genomy jednotlivých neuronů odebraných od 15 lidí, kteří byli diagnostikováni s CTE po smrti, a také od čtyř lidí s historií opakovaných nárazů hlavy, ale bez CTE. Tým porovnal tyto neurony s buňkami ze zdravých mozků a s buňkami lidí s Alzheimerovou chorobou. Udělali to pomocí jednobuněčného sekvenování celého genomu, které analyzuje veškerou DNA v každé vzorkované buňce.
Výsledky ukázaly, že neurony z CTE mozků nesly více mutací DNA než ty ze zdravých mozků. V průměru nesly asi 114 dalších jednopísmenných změn v kódu DNA na neuron. Ale neurony od lidí, kteří měli opakované nárazy do hlavy, ale bez CTE, nevykazovaly žádný nárůst mutací ve srovnání se zdravými mozky.
Vzorec mutací pozorovaný u CTE se zdá být velmi podobný tomu, co se děje u Alzheimerovy choroby, pozorovali vědci. Oba mají zvýšený počet mutací a podobné typy změn DNA.
V předchozí studii týmu „objevili, že neurony, které se nereplikují, ve skutečnosti akumulují mutace stabilní rychlostí po celý život,“ řekl Walsh. „Dokonce i ve zdravých mozcích ty hodiny tikají vpřed asi 17 nových mutací ročně od narození do stáří. Ale při nemoci se tyto hodiny zrychlují.“
Vědci také identifikovali jiný druh genetického poškození: krátké inzerce a delece, známé jako indely, ve kterých se písmena přidávají nebo odečítají z kódu DNA. Tyto drobné zlomy DNA byly hojnější v neuronech z CTE i Alzheimerova mozku než u zdravých. V některých případech CTE obsahovaly neurony více než tisíc indelů – ekvivalentní tomu, co by bylo možné vidět za více než století normálního stárnutí.
„Tyto indely se zvýšily,“ řekl Walsh. „Pravděpodobně jich je dost na to, aby způsobily vážnou dysfunkci nebo smrt v postižených buňkách.“
Ačkoli studie přímo netestovala zánět v neuronech, dřívější práce spoluautorů studie Dr. Ann McKeeováneuropatolog na Boston University (BU) CTE Center a John Cherryneurovědec z BU prokázal, že zánět je rozšířená aktivace mikroglií — imunitní buňky mozku — v mozcích CTE.
„Myslíme si, že CTE může být kombinací opakovaného poranění hlavy a zánětu,“ řekl Walsh. „Tato kombinace může bombardovat genom stejnými druhy škodlivých procesů, které ultrafialové světlo způsobuje v kůži nebo tabákovém kouři v plicích,“ protože expozice UV záření a tabáku spouští poškození DNA.
Stručně řečeno, opakované nárazy hlavy mohou vyvolat zánět v mozku, který může podporovat akumulaci mutací DNA v neuronech a přispět k buněčné dysfunkci a smrti. Tato zjištění naznačují, že zatímco trauma hlavy zůstává klíčovým spouštěčem CTE, dlouhodobé poškození je pravděpodobně způsobeno poškozením DNA způsobeným zánětem.
Tým nyní zkoumá, zda k podobným procesům dochází i u jiných neurodegenerativních onemocnění, jako je např amyotrofická laterální skleróza (ALS) a Huntingtonova nemoc.
„To by mohla být běžná konečná cesta napříč nemocemi,“ řekl Walsh. „Rádi bychom vystopovali biochemické kroky od zánětu po smrt neuronů a zjistili, kde můžeme zasáhnout.“
