Alzheimer

Vastamyrkky torjuu Alzheimerin tautia

Ientulehdus on kaikkien ällistykseksi joutunut epäilyksenalaiseksi etsittäessä perimmäistä syytä Alzheimerin tautiin. Bakteerien haitat ovat poistettavissa yhtä yllättävällä keinolla: nieltävällä lääkkeellä.

Shutterstock

Aivot ovat linnoitus. Niiden verisuonia, joiden yhteispituus on yli 600 kilometriä, reunustaa suojamuurin kaltainen veri-aivoeste, joka koostuu kolmesta solukerroksesta ja torjuu tehokkaasti hyökkääjiä. Vain happi, ravinto ja muutamat muut aineet pääsevät siirtymään verestä aivojen soluihin. Bakteerien ja virusten on yleensä turha yrittää lävitse.

Joskus harvoin mikrobit onnistuvat kuitenkin tunkeutumaan aivoihin. Siellä ne kohtaavat heti aivoja puolustavia mikrogliasoluja, jotka ensin tunnistavat tunkeilijat ja sitten hotkaisevat ja hajottavat ne.

Silloin, kun mikrobit ovat saaneet lukumääräisen ylivoiman, aivot turvautuvat viimeiseen aseeseen. Hermosolut tuottavat beeta-amyloidia, joka kapseloi mikrobit ja tuhoaa ne.

Proteiini nitistää tunkeilijat

Beeta-amyloidin on jo pitkään tiedetty horjuttavan terveyttä. Jo jonkin aikaa on ollut tiedossa, että se myös osallistuu aivojen puolustukseen mikrobeja vastaan.

Alzheimer

Hermosolut erittävät proteiinia

Aivoihin päässyt bakteeri tai virus saa hermosolut leikkaamaan yhden omista proteiineistaan kappaleiksi ja vapauttamaan osat ympäristöönsä. Kyseessä on niin sanottu beeta-amyloidi.

Alzheimer

Aine kapseloi tunkeilijat

Beeta-amyloidi tarttuu bakteeriin tai virukseen ja muodostaa vähitellen sen ympärille kotelon, joka estää sitä kiinnittymästä aivojen soluihin.

Alzheimer

Bakteeri myrkyttyy ja kuolee

Beeta-amyloidikapseli ilmeisesti tuhoaa bakteerin luomalla siihen myrkyllisiä aineita ja puhkaisemalla aukkoja sen solukalvoon.

Aivojen puolustusjärjestelmä varmistaa parhaan mahdollisen suojan herkille hermosoluille. Vaikka suojaus on kunnollinen, se saattaa jossakin tilanteessa pettää. Tunkeilijat voivat pesiytyä aivoihin, myrkyttää niitä ja käyttää niiden puolustuskeinoja omiin tarkoituksiinsa. Näin puhkeaa sairaus, joka tuhoaa hitaasti aivokudosta.

Tuoreiden tutkimusten mukaan Alzheimerin tauti kehittyy juuri näin. Tutkijat ovat myös tunnistaneet takapirun: ientulehdusta aiheuttavan bakteerin. Lisäksi kehitteillä on jo lääke, joka – toisin kuin nykyiset lääkkeet – pystyy pysäyttämään taudin.

Sairauden syytä on etsitty kauan

Kaikkiaan yli 30 miljoonaa ihmistä sairastaa Alzheimerin tautia. Määrän ennustetaan kolminkertaistuvan lähivuosikymmeninä maailman väestön vanhetessa. Nykyään ei ole tarjolla parantavaa hoitoa eikä edes tautia pysäyttävää lääkettä. Alzheimer on ennen kaikkea muistisairaus, mutta se myös huonontaa ongelmanratkaisukykyä ja vaikuttaa mielialaan ja persoonallisuuteen.

Ensimmäiset oireet ilmaantuvat yleensä vasta yli 60 vuoden iässä, mutta joissakin tapauksissa niitä on jo paljon aikaisemmin.

VIDEO: Näin Alzheimerin tauti tuhoaa aivot

Alzheimerin taudin syytä on selvitetty pitkään, ja sille on löydetty koko joukko mahdollisia selityksiä. Aivokuvausten mukaan Alzheimer-potilailla useat aivoalueet surkastuvat ja vaurioita syntyy erityisesti hippokampukseen, joka on avainasemassa muistamisessa.

Lisäksi sairauteen on liitetty proteiinimuutokset aivoissa. Jo alkuvaiheessa niin sanottu tau-proteiini alkaa mennä sykkyrälle hermosoluissa.

Tau-proteiini on tärkeässä osassa hermosolun tukirangassa, ja sykkyrään meno hajottaa solun rakennetta ja estää solua lähettämästä viestejä normaalisti. Lopuksi solu tuhoutuu.

Toinen proteiini, beeta-amyloidi, on niin ikään olennainen. Yleensä hermosolut tuottavat sitä vähän ja sekin vähä häviää, kun nukutaan, mutta Alzheimer-potilailla sitä on runsain mitoin. Beeta-amyloidi paakkuuntuu heillä plakeiksi kutsutuiksi kertymiksi, jotka ovat myrkkyä hermosoluille.

Perimmäinen kysymys on, mikä aiheuttaa mainitut muutokset. Ja vastaus siihen on saatettu vihdoinkin löytää.

Itsepuolustus vahingoittaa aivoja

Beeta-amyloidin ja Alzheimerin taudin välinen kytkös on ollut tiedossa 1980-luvulta. Sittemmin tutkijat ovat päässeet jyvälle proteiinin tehtävistä ja niiden kautta alkaneet paremmin ymmärtää sen kertymistä. Maali on kuitenkin häämöttänyt vasta vähän aikaa.

Vuonna 2010 yhdysvaltalaiset ja ruotsalaiset tutkijat paljastivat, että beeta-amyloidi ehkäisee sekä bakteerien että sienien kasvua petrimaljassa. Joitakin vuosia myöhemmin osoitettiin kokeellisesti, että proteiini estää myös influenssa- ja herpesviruksia tarttumasta soluihin.

Ja vuonna 2016 yhdysvaltalaiset ja australialaiset tutkijat saivat selville, että aivojen bakteeritulehdus saa paitsi beeta-amyloidin tuotannon kiihtymään myös beeta-amyloidin sitoutumaan bakteereihin. Tulosten valossa näyttää siltä, että proteiini kuuluu siihen puolustusjärjestelmään, joka suojaa aivoja mikrobeilta.

Alzheimer

Beeta-amyloidi muodostaa pitkiä rihmoja, jotka saavat mikrobit paakkuuntumaan ja estävät niitä käymästä solujen kimppuun.

© Science Translational Medicine

Beeta-amyloidin tehtävä voi hyvinkin olla ratkaisun avain etsittäessä perimmäistä syytä Alzheimerin tautiin. Useat tutkijat pitävät nykyään plakkeja aivojen bakteeri- tai virustulehduksen suorana seurauksena.

Tunkeilijat saavat hermosolut erittämään beeta-amyloidia itsepuolustukseksi, mutta hyökkäyksen jatkuessa vuosia proteiinia alkaa kertyä aivoille haitallisia määriä.

Uudet havainnot ovat sopusoinnussa niiden tutkimusten kanssa, jotka ovat paljastaneet esimerkiksi herpesvirustartunnan kasvattavan Alzheimer-riskiä, kun henkilöllä on tietty APOE-geenin muunnos. Kyseinen perintötekijä vaikuttaa immuunijärjestelmän kykyyn torjua mikrobeja. Alzheimer-potilaiden aivoissa esiintyy tutkitusti enemmän herpesviruksia kuin ihmisillä yleensä.

Vuonna 2019 tehtiin lopulta läpimurto. Yhdysvaltalaisen lääkärin Stephen Dominyn johtama kansainvälinen tutkijaryhmä onnistui kartoittamaan yksityiskohtaisesti matkan tulehduksesta Alzheimerin tautia muistuttavaan tilaan hiirillä. Huomion kohteena ei ollut kuitenkaan herpesvirus, vaan tavallinen bakteeri, joka normaalisti tulehduttaa hampaita ympäröiviä kudoksia.

Bakteeri tappaa hermosoluja

Ientulehdusbakteeri saattaa pian olla päävastustaja taistelussa Alzheimerin tautia vastaan. Porphyromonas gingivalis on tiedetty jo kauan suun terveyden kannalta keskeiseksi bakteerilajiksi, ja sen aiheuttama ientulehdus voi olla jopa puolella maailman väestöstä. Ja noin 25 prosentilla ihmisistä on suussaan P. gingivalis -bakteereja, vaikka heidän ikenensä ovat terveet.

Alzheimer

Porphyromonas gingivalis -bakteeri tulehduttaa hampaita ympäröiviä kudoksia. Hammas voi irrota.

© Science Photo Library

Ientulehduksen ja Alzheimerin taudin välinen yhteys on ollut tiedossa jo jonkin aikaa. Vuonna 2017 tehty tutkimus osoitti, että ientulehdus kasvattaa Alzheimerin taudin riskiä peräti 70 prosenttia, mutta siitä, että ientulehdus aiheuttaa Alzheimerin taudin, ei saatu pitävää näyttöä.

Dominy ja hänen kollegansa ovat siis ensimmäisenä todistaneet, että näin todellakin on.

Dominyn ryhmä totesi, että kaikkien Alzheimer-potilaiden aivoissa on normaalia enemmän ientulehdusbakteerien myrkkyjä, joita kutsutaan gingipaiineiksi. Niitä löytyi kuitenkin jonkin verran myös useimmista terveistä aivoista.

Kun sairaita aivoja tutkittiin tarkemmin, kävi ilmi, että myrkkyjä oli muun muassa muistikeskus hippokampuksessa ja aivokuoressa ja että samoissa paikoissa esiintyi tau-proteiinisykkyröitä ja beeta-amyloidiplakkeja.

Myrkyt vahingoittivat normaaleja tau-proteiineja – niin kuin Alzheimerin taudin varhaisvaiheessa tapahtuu. Lisäksi myrkyt tappoivat hermosoluja sekä petrimaljassa että hiirien aivoissa.

Kun bakteeri siirrettiin hiiren suuhun, ei mennyt kuin kuusi viikkoa, niin se oli kulkeutunut aivoihin. Tällöin beeta-amyloidi alkoi runsastua ja hippokampus menettää hermosoluja.

Suun bakteeri iskee aivoihin

Ientulehduksen aiheuttaja voi kulkeutua aivoihin. Jos bakteeri päätyy sinne, se kykenee hajottamaan hermosolujen tukirankaa ja saa hermosolut toimimaan itseään vastaan.

Bakteeri leviää suun ulkopuolelle

Ikeniä ja hampaiden kiinnityskudosta tulehduttava bakteeri Porphyromonas gingivalis tuottaa myrkyllisiä aineita, gingi-paiineja, joista osa jää bakteerin pintaan ja osa siirtyy ympäristöön. Ne ovat entsyymejä, jotka voivat hajottaa pehmytkudosta. Kun ien tulehtuu, siitä vuotaa verta ja bakteeri pääsee haavasta verenkiertoon.

Myrkky tuhoaa hermosolun runko-osan

Aivoihin kulkeutuneet bakteerit aiheuttavat tulehduksen ja vahingoittavat siellä soluja myrkyillään. Muun muassa tau-proteiinit, jotka pitävät yllä hermosolujen tukirankaa, voivat hajota. Kun tukiranka vaurioituu, hermosolu ei pysty enää viestimään normaalisti. Lopuksi se tuhoutuu.

Puolustus tappaa hermosolut

Hermosolut alkavat puolustautua erittämällä beeta-amyloidia. Jos hyökkäys kestää kauan, beeta-amyloidi voi kääntyä hermosoluja vastaan ja puhkaista aukkoja niiden solukalvoon.

Tulokset ovat tähän mennessä vahvin näyttö mikrobihyökkäyksen ja Alzheimerin taudin puhkeamisen välisestä yhteydestä.

Dominy ja hänen kollegansa ovat menneet vielä askeleen pitemmälle ja kehittäneet aineen, joka tehokkaasti kumoaa myrkkyjen vaikutuksen ja tappaa bakteereja.

Uutta lääkettä testataan potilailla

Alzheimerin taudin hoitoa kehitettäessä on keskitytty kauan beeta-amyloidiin.

Vuonna 2002 kokeiltiin rokotetta, jonka tarkoituksena oli saada potilaiden immuunijärjestelmä hyökkäämään plakkien kimppuun. Tutkimus jouduttiin kuitenkin keskeyttämään vakavien haittavaikutusten takia. Yhtä surkeasti kävi testattaessa vuonna 2011 ainetta, joka hillitsee beeta-amyloidin tuotantoa. Monta muutakin hanketta on kaatunut, kun tulokset eivät ole vastanneet odotuksia.

Tutkimus beeta-amyloidin parissa jatkuu, mutta osa tutkijoista pitää strategiaa vääränä.

Uudet tiedot tulehduksen ja Alzheimerin taudin välisestä kytköksestä ovat tehneet mikrobeista luontevia hoidon kohteita. Dominy tutkijatovereineen on kehityksen kärjessä ja näyttää esimerkkiä.

Alzheimer

Lääke tylsyttää bakteerin aseen

Ientulehdusbakteerit ovat uusimpia vihollisia taistelussa Alzheimerin tautia vastaan. Tutkijat ovat jo kehittäneet vastamyrkyn, jolla saattaa olla ensimmäistä kertaa mahdollista ehkäistä potilaiden aivokudoksen tuhoutumista.

Shutterstock & Ken Ikeda Madsen
Alzheimer

Vastamyrkky kulkeutuu aivoihin

Potilas nielee kapselin, ja sen sisältämä COR388-aine (siniset pallot) vapautuu suolessa ja imeytyy sieltä verenkiertoon. Lääke kulkee veren mukana päähän ja läpäistyään veri-aivoesteen leviää tulehtuneisiin aivoihin.

Shutterstock & Ken Ikeda Madsen
Alzheimer

Tukiranka säilyy ehjänä

COR388 (siniset pallot) sitoutuu niihin myrkkyihin (punaiset pallot), joita Porphyromonas gingivalis tuottaa, ja estää näin niitä vaurioittamasta hermosolujen tau-proteiineja. Solut säilyttävät viestintäkykynsä.

Shutterstock & Ken Ikeda Madsen
Alzheimer

Lääke nälkiinnyttää bakteerin

Bakteeri hajottaa myrkyillään normaalisti proteiineja (vihreä) saadakseen rautaa ja aminohappoja.

Shutterstock & Ken Ikeda Madsen
Alzheimer

Lääke nälkiinnyttää bakteerin

Koska COR388 estää tämän, bakteeri menettää mahdollisuutensa hankkia itselleen välttämättömiä ravintoaineita.

Shutterstock & Ken Ikeda Madsen
Alzheimer

Tulehdus häviää aivoista

Bakteerit kuolevat nälkään, ja aivot paranevat tulehduksesta. Hermosolut lakkaavat erittämästä puolustuksekseen beeta-amyloidia, minkä ansiosta mahdollisesti haitallisia beeta-amyloidikertymiä ei synny.

Shutterstock & Ken Ikeda Madsen

Tutkimuksen hedelmä on aine COR388, joka sitoutuu ientulehdusbakteerin myrkkyihin ja eliminoi ne.

Dominyn tekemien kokeiden mukaan COR388:n kaltaiset aineet eivät ainoastaan estä bakteereja tappamasta hermosoluja petrimaljassa, vaan ne myös ehkäisevät bakteerien kasvua – ilmeisesti siksi, että bakteerit tarvitsevat myrkkyjään ravinnonhankinnassa. Kun myrkyt eivät vaikuta, bakteerit eivät pääse leviämään suusta aivoihin.

Hiirillä, joiden aivot olivat tulehtuneet, COR388 ja senkaltainen aine vähensivät bakteerien määrää aivoissa, suojasivat hippokampusta hermosolutuhoilta ja hillitsivät beeta-amyloidin kertymistä.

Alzheimerin tauti on toki vieläkin arvoituksellinen, mutta Dominyn tutkimus antaa aihetta optimismiin. COR388:aa testataan yli 500 Alzheimer-potilaalla, ja se näyttää vaikuttavan ilman suurempia haittoja.

Lue myös:

Aivot

7 väitettä aivoista

9 minuuttia
Aivot

Hiljattain löydetyt solut ohjailevat aivojen tietoliikennettä

1 minuuttia
Älykkyys

Testaa aivojasi: Laskutaidot

1 minuuttia
Suosituimmat

Kirjaudu sisään

Virhe: Tarkista sähköpostiosoite
Salasana vaaditaan
NäytäPiilota

Oletko jo tilaaja? Oletko jo lehden tilaaja? Napsauta tästä

Uusi käyttäjä? Näin saat käyttöoikeuden!