Czego zimowy sen zwierząt może nauczyć nas o chorobie Alzheimera

Hibernujący mózg przechodzi przemiany, które częściowo przypominają procesy obserwowane w chorobie Alzheimera, a jednak zachowuje zdolność powrotu do zwykłego funkcjonowania. Badania zespołu VIB i KU Leuven kierują uwagę na mechanizmy tej odporności. Pozwalają postawić pytanie, co odróżnia przejściową przebudowę komórek od procesu prowadzącego do ich utraty.

.W opisie choroby Alzheimera powracają obrazy stopniowego zanikania pamięci i narastającej zależności od innych ludzi. Biologia stawia jednak także pytanie o to, co przez długi czas pozwala mózgowi zachowywać sprawność mimo rozmaitych obciążeń. Odpowiedzi szuka się między innymi u zwierząt zdolnych do hibernacji. Ich organizmy dostosowują pracę tkanek do warunków, w których dostępność energii i tempo przemiany materii wyraźnie się zmieniają.

Zespół VIB i KU Leuven zbadał hipokamp chomików złocistych, czyli obszar mózgu ważny dla tworzenia wspomnień. Za pomocą sekwencjonowania RNA z pojedynczych jąder komórkowych analizowano aktywność genów podczas różnych etapów hibernacji, a wyniki porównano z danymi dotyczącymi choroby Alzheimera. Artykuł ukazał się w „Science Advances”; komunikat instytutu VIB opublikowano 12 listopada. Badanie stworzyło mapę zmian pokazującą, że poszczególne typy komórek reagują na ten cykl w odmienny sposób.

Hibernacja i choroba Alzheimera stawiają pytanie o odwracalność zmian

Jednym z punktów wyjścia było białko tau. W zdrowym neuronie uczestniczy ono w stabilizowaniu mikrotubul, struktur potrzebnych między innymi do transportu substancji wewnątrz komórki. W chorobie Alzheimera nieprawidłowo zmienione tau może odłączać się od tych struktur i tworzyć patologiczne skupiska. Zaburza to wewnętrzną organizację neuronu oraz jego zdolność do komunikowania się z innymi komórkami.

Podczas hibernacji również obserwuje się nasilone przyłączanie grup fosforanowych do tau oraz przebudowę połączeń nerwowych. Badania nad tym zjawiskiem pokazują jednak, że po wybudzeniu zmiany mogą się cofać. Opis programu badawczego KU Leuven dotyczącego mikrogleju i plastyczności synaps wskazuje właśnie na ten kontrast między przejściową utratą połączeń a ich późniejszym odtwarzaniem. Dla naukowców interesujące staje się ustalenie, jakie procesy umożliwiają powrót do wcześniejszego stanu.

Nowa analiza zwróciła szczególną uwagę na mikroglej, komórki uczestniczące w odporności mózgu. W hipokampie hibernujących zwierząt uruchamiały one programy aktywności genów częściowo podobne do stanów opisywanych u osób z alzheimerem. W badanym modelu nie towarzyszyło temu jednak gromadzenie beta-amyloidu ani neurodegeneracja. Podobieństwo molekularne występowało zatem w odmiennym kontekście biologicznym.

Autorzy dopuszczają możliwość, że część reakcji kojarzonych z wczesną fazą choroby może należeć również do naturalnego repertuaru adaptacyjnego mózgu. To hipoteza wymagająca dalszego sprawdzania. Sam profil aktywności genów nie pozwala jeszcze ustalić, które reakcje chronią tkankę, które są dla niej obciążeniem i co decyduje o ich późniejszym przebiegu. Właśnie rozdzielenie tych funkcji może pomóc wskazać cele kolejnych eksperymentów.

Pamięć zależy od całego środowiska komórek nerwowych

Mikroglej pomaga usuwać zbędny materiał i reaguje na zagrożenia, a inne komórki glejowe wspierają metabolizm i prawidłową pracę neuronów. Opracowania National Institute on Aging podkreślają, że zaburzenia tych funkcji mogą współtworzyć przewlekłe zapalenie i uszkodzenia tkanki. Dlatego ustalenie, kiedy reakcja odpornościowa pomaga, a kiedy sprzyja chorobie, wymaga poznania jej przebiegu i skutków. Ogólne określenie „aktywowany mikroglej” obejmuje bardziej złożoną rzeczywistość niż pojedynczy przełącznik zapalenia.

W referencyjnym omówieniu zmian w mózgu w chorobie Alzheimera National Institute on Aging opisuje współdziałanie patologicznych form tau, beta-amyloidu, procesów odpornościowych i zaburzeń naczyniowych. Złogi amyloidu powstają między neuronami, natomiast splątki tau wewnątrz nich. Uszkodzenie połączeń stopniowo narusza sieci odpowiedzialne za zapamiętywanie, rozumowanie i język. Przebieg choroby obejmuje więc wzajemne oddziaływania wielu elementów biologii mózgu.

Ta perspektywa pomaga zrozumieć, dlaczego pojedyncza zmiana nie wyjaśnia całego procesu. Wiek pozostaje najważniejszym znanym czynnikiem ryzyka, lecz znaczenie mają także uwarunkowania genetyczne, zdrowotne i środowiskowe. National Institute on Aging zaznacza, że w większości przypadków nie występuje jedna przyczyna genetyczna. Nawet wariant zwiększający podatność, taki jak APOE ε4, nie przesądza samodzielnie o zachorowaniu.

Raport NIH o postępach badań nad alzheimerem i pokrewnymi otępieniami z 2026 roku poszerza ten obraz o gospodarkę tłuszczami i energią. Opisuje prace nad transportem cholesterolu, funkcjonowaniem mitochondriów oraz powiązaniami tau z metabolizmem komórkowym. Są to różne badania, prowadzone między innymi na modelach zwierzęcych i komórkowych, a ich wyniki nie oznaczają gotowych terapii dla pacjentów. Pokazują jednak, jak wiele zależy od warunków podtrzymujących codzienną sprawność neuronu.

Znaczenie tych poszukiwań wykracza daleko poza laboratoria. Według Światowej Organizacji Zdrowia w 2021 roku z otępieniem żyło na świecie 57 milionów ludzi, a choroba Alzheimera odpowiada za około 60–70 proc. przypadków tego zespołu objawów. Te liczby dotyczą różnych kategorii i nie powinny być ze sobą utożsamiane. Za skalą zjawiska stoi rosnąca potrzeba opieki, która obejmuje zarówno osoby chore, jak i ich bliskich.

Od obserwacji odporności do przyszłych terapii

O potrzebie wcześniejszego rozpoznawania choroby pisał na łamach „Wszystko co Najważniejsze” Krishna Chinthapalli. Jego tekst z 2015 roku jest świadectwem ówczesnego etapu poszukiwań, a opisane w nim możliwości diagnostyki i leczenia należy odczytywać historycznie. Dzisiejsze badania nad odpornością mózgu dodają do tamtego problemu kolejne pytanie. Chodzi o rozpoznanie procesów, dzięki którym tkanka przez pewien czas zachowuje zdolność adaptacji.

Współczesne leczenie pokazuje zarazem postęp i granice obecnej wiedzy. W Unii Europejskiej dopuszczono lekanemab i donanemab, przeciwciała skierowane przeciw amyloidowi, które mogą spowalniać pogarszanie sprawności u odpowiednio zakwalifikowanych osób we wczesnym stadium choroby. Ich stosowanie wymaga oceny korzyści, ryzyka i ścisłego nadzoru, między innymi ze względu na możliwość obrzęku lub krwawień w mózgu. Osiągnięcie klinicznego efektu pozostaje znacznie bardziej wymagające niż wykazanie interesującej zmiany w materiale biologicznym.

Równie ważne jest odróżnianie badań nad mechanizmami od działań potrzebnych już teraz. Prof. Joanna Siuda w rozmowie przywołanej we „Wszystko co Najważniejsze” zwracała uwagę na narastające trudności w codziennym funkcjonowaniu i znaczenie czynników ryzyka obecnych już w wieku średnim. Ta perspektywa kliniczna uzupełnia wiedzę laboratoryjną. Nawet najbardziej obiecujący model zwierzęcy nie zastępuje rozpoznania potrzeb konkretnego człowieka.

Kolejny etap prac nad hibernacją powinien wyjaśnić funkcje zaobserwowanych zmian i sprawdzić ich znaczenie eksperymentalnie. Jak zapowiada zespół VIB, potrzebne jest ustalenie, które szlaki komórkowe mają rzeczywisty wpływ na adaptację i procesy chorobowe. Dopiero dalsze badania pokażą, czy można bezpiecznie wykorzystać tę wiedzę do ochrony ludzkiego mózgu. Hibernujące zwierzęta pozwalają dziś badać szczególnie cenną zdolność biologiczną: powrót do sprawności po głębokiej, przejściowej przebudowie.

Andrzej F. Litwiński