Zespół Downa jest najczęstszą genetyczną przyczyną obniżenia zdolności poznawczych oraz najczęściej rozpoznawanym zaburzeniem chromosomalnym w USA. To zespół wad wrodzonych, wywołany nieprawidłową liczbą chromosomów. Przy 21. parze chromosomów jest dodatkowy, trzeci chromosom lub jego fragment (trisomia chromosomu 21). Typowe cechy tego zespołu to między innymi niepełnosprawność intelektualna w stopniu lekkim lub średnim, charakterystyczne zmiany w wyglądzie oraz szereg zaburzeń w budowie i funkcjonowaniu organizmu.

Badania na myszach szczepu Ts65Dn, stanowiących standardowy zwierzęcy model ludzkiego zespołu Downa, przeprowadził zespół naukowców z University of California w San Francisco oraz Baylor College of Medicine. Jak wykazało tak zwane profilowanie polisomów (profilowanie polisomów to technika pozwalająca dokładnie zbadać działanie rybosomów – komórkowych fabryk białek), niektóre deficyty intelektualne związane z zespołem Downa można przypisać obniżonej nawet o 39 proc. produkcji białka w regionie mózgu zwanym hipokampem. Hipokamp ma zasadnicze znaczenie dla uczenia się i tworzenia pamięci długotrwałej.

Naukowcy odkryli, że komórki hipokampa u myszy Ts65Dn aktywowały tak zwaną zintegrowaną odpowiedź na stres (integrated stress response, ISR), która działa, kiedy coś jest nie tak – w tym wypadku obecność dodatkowego chromosomu. Uruchomiona reakcja ochronna powoduje zahamowanie produkcji białka.

ISR mogą uruchomić cztery różne enzymy, jednak okazało się, że w przypadku zespołu Downa chodzi tylko o jeden z nich – PKR. Blokując aktywność PKR, można by zapobiec aktywacji ISR, a co za tym idzie – przywrócić właściwy poziom białka, od którego w dużej mierze zależą zdolności intelektualne.

I rzeczywiście, zastosowanie terapii zapobiegających aktywacji ISR przywróciło normalny poziom krytycznego białka i poprawiło zdolność do uczenia się oraz pamięć poddanych terapii myszy. Dotychczas taką poprawę uważano za niemożliwą do osiągnięcia.

Naukowcy zastosowali trzy różne sposoby zmniejszenia aktywności ISR: usunięcie genu PKR, użycie leku tłumiącego aktywność PKR, a wreszcie użycie bezpiecznego, dobrze przebadanego leku o nazwie ISRIB. Aktywuje on wytwarzanie pewnego białka, które konkuruje bezpośrednio z ISR zmierzającym do zahamowani produkcji białek w hipokampie. Wszystkie trzy podejścia przyniosły wyraźną poprawę.

Osiągnięte zmiany miały charakter zarówno fizjologiczny, jak i behawioralny. Myszy, którym podano inhibitory ISR, wykazywały lepsze funkcjonowanie synaps – połączeń pomiędzy komórkami nerwowymi, w których zachodzą zmiany związane z uczeniem się. Po zablokowaniu aktywności ISR mózgi myszy DS transmitowały mniej sygnałów hamujących, które mogą utrudniać mózgowi naukę i tworzenie nowych długoterminowych wspomnień.

Chociaż wyniki badania były bardzo obiecujące, autorzy ostrzegają, że jeszcze wiele jeszcze w tej dziedzinie pozostaje do zbadania. Jednak odkrycia są ważnym pierwszym krokiem w kierunku znalezienia terapii, które mogłyby poprawić życie i ogólny stan zdrowia osób zespołem Downa.(PAP)

Autor: Paweł Wernicki

pmw/ agt/