Исследование продвигает вперед возможный анализ крови на раннюю стадию болезни Альцгеймера, объясняя, почему женщины могут быть подвержены более высокому риску
Снижение уровня двух молекул в крови, которые естественным образом встречаются в организме, тесно связано с ухудшением болезни Альцгеймера, особенно у женщин. Было обнаружено, что уровни постепенно снижаются, от женщин без признаков памяти, дезориентации и замедленного мышления до тех, у кого наблюдаются ранние признаки легкого когнитивного нарушения. Снижение было более выраженным у женщин с умеренной или тяжелой стадией заболевания. Снижение у мужчин было очевидным только для одной молекулы, что выявило специфическое для заболевания различие между полами.
По оценкам, в настоящее время шесть миллионов американцев, большинство из которых старше 65 лет и преимущественно женщины, страдают той или иной формой болезни Альцгеймера.
Новое исследование, проведенное нейробиологами из NYU Langone Health в сотрудничестве с другими исследователями в США и Бразилии, показало, что уровень белка ацетил-L-карнитина в крови был ниже как у женщин, так и у мужчин с легкими когнитивными нарушениями и болезнью Альцгеймера. Уровень свободного карнитина в крови, основного побочного продукта ацетил-L-карнитина в реакциях, необходимых для работы мозга, неуклонно снижался у женщин в количествах, связанных с тяжестью снижения их когнитивных функций. У мужчин значительное снижение наблюдалось только в ацетил-L-карнитине, а не в свободном карнитине.
Результаты исследования, опубликованные в журнале Molecular Psychiatry online 7 января, свидетельствуют о том, что снижение уровня этих двух химических веществ в мозге может указывать на наличие и степень тяжести болезни Альцгеймера, и что эта разница может объяснить, почему женщины подвержены более высокому риску этого заболевания, чем мужчины.
Дополнительное компьютерное тестирование показало, что уровни ацетил-L-карнитина и свободного карнитина в крови участников исследования выровнялись в прямой пропорции с повышенными уровнями амилоида бета и спутанного тау-белка, которые долгое время считались маркерами прогрессирующей тяжести болезни Альцгеймера. Действительно, точность исследовательской группы в диагностике тяжести болезни Альцгеймера возросла с более чем 80% — при использовании уровней амилоида бета и спутанного тау-белка, полученных из спинномозговой жидкости или двух молекул крови — до 93% при использовании обоих.
«Наши результаты представляют собой самые убедительные на сегодняшний день доказательства того, что сниженные уровни ацетил-L-карнитина и свободного карнитина в крови могут выступать в качестве биомаркеров для выявления людей с болезнью Альцгеймера и потенциально тех, кто подвержен повышенному риску развития ранней деменции», — заявила руководитель исследования, доктор философии Бетти Биджио.
«Результаты также могут объяснить различия в зависимости от пола при болезни Альцгеймера, поскольку женщины чаще страдают деменцией, чем мужчины», — сказал Биджио, доцент кафедры психиатрии в Медицинской школе Гроссмана Нью-Йоркского университета. Биджио также связан с Институтом психиатрических исследований имени Натана Клайна.
«Поскольку снижение ацетил-L-карнитина и свободного карнитина тесно связано с тяжестью болезни Альцгеймера, молекулярные пути, участвующие в их производстве, предлагают другие возможные терапевтические цели для выявления первопричины заболевания и потенциального вмешательства до того, как произойдет постоянное повреждение мозга », — сказала старший исследователь Карла Наска, доктор философии. Наска — доцент кафедры психиатрии и неврологии в Медицинской школе Гроссмана Нью-Йоркского университета. Наска также сотрудничает с Институтом психиатрических исследований Натана Клайна.
Исследование включало данные по двум отдельным группам мужчин и женщин в Бразилии и Калифорнии, в которых исследователи измеряли уровни двух молекул в крови. В исследовании приняли участие 93 добровольца с диагнозом различной степени когнитивных нарушений, а также 32 когнитивно здоровых мужчины и женщины аналогичного возраста, веса и образования. Результаты в калифорнийской группе были использованы для подтверждения того, что было обнаружено в бразильской группе.
Двигаясь вперед, Наска говорит, что необходимы дополнительные исследования основных источников ацетил-L-карнитина и молекулярных путей, которые контролируют его производство, а также отслеживание того, как молекула влияет на химию мозга, поскольку она содержится в хранилищах мозговых везикул, высвобождаемых в кровь. Цель команды — определить другие биомаркеры в мозге, которые тесно связаны с прогрессированием болезни Альцгеймера.
Если дальнейшие исследования подтвердят их последние результаты, говорит Наска, исследование команды может быть использовано для разработки анализа крови на деменцию и для отслеживания прогрессирования болезни Альцгеймера более простым и неинвазивным способом. В настоящее время поиск биомаркеров прогрессирования заболевания может включать в себя последовательные спинномозговые пункции, которые представляют риск боли и инфекции. Анализ крови также может быть полезен для поддержки или добавления более объективной количественной меры тяжести заболевания, чем существующие опросники, которые проверяют память или навыки мышления.
По словам Наски, анализ крови также может помочь предсказать эффективность или неэффективность потенциальных новых лекарственных препаратов, предназначенных для задержки или предотвращения начала болезни Альцгеймера.
Как ацетил-L-карнитин, так и свободный карнитин необходимы для здоровой работы мозга и регулирования энергетического метаболизма клеток. Предыдущие исследования команды Наски показали, что ацетил-L-карнитин также перемещает молекулы из митохондрий клетки в управляющее ядро клетки, позволяя генам открываться и активироваться.
Это челночное действие является ключевым в регуляции генов, которые производят нейротрансмиттер глутамат, еще одно химическое вещество, участвующее в большинстве видов деятельности мозга, включая восстановление нервных клеток (пластичность). Это имеет значение в области гиппокампа мозга, которая помогает регулировать память и где, как известно, появляются начальные повреждения от болезни Альцгеймера.
Наска говорит, что чрезмерный уровень глутамата также связан с расстройствами настроения и тяжелыми случаями депрессии у людей, расстройствами, тесно связанными с болезнью Альцгеймера. Ее команда также связала дефицит ацетил-L-карнитина, но не свободного карнитина, с депрессией и детской травмой. Планируются дальнейшие исследования того, как предотвратить прогрессирование депрессии в болезнь Альцгеймера.