Zapominanie słów, dezorientacja w przestrzeni mogą świadczyć o tym, że w mózgu postępują zmiany neurodegeneracyjne. Być może wkrótce da się je skutecznie zahamować.
Augusto Gongora, chilijski dziennikarz i działacz wolnościowy, zachorował na chorobę Alzheimera w 2014 r., kiedy miał 62 lata. Wciąż był aktywny zawodowo, ale choroba szybko postępowała. Najpierw zaczął tracić poczucie własnej tożsamości, budził się rano i nie miał pojęcia, kim jest i jak się nazywa. Zaczął mieć nastroje lękowe i depresyjne, jego poczucie wyobcowania, dezorientacja w świecie się pogłębiały. Zapomniał, jak się wykonuje podstawowe czynności – mycie, jedzenie, ubieranie się.
Augusto na szczęście miał kochającą żonę Paulinę Urrutię, aktorkę, polityczkę, byłą chilijską ministrę kultury. O tej niezwykłej miłości, odchodzeniu Gongory i cierpliwych próbach jego żony, aby zachować jak najdłużej jego sprawność i pamięć, świat mógł dowiedzieć się dzięki nominowanemu w zeszłym roku do Oscara filmowi dokumentalnemu „Pamięć jest wieczna”.
Film pokazuje całe okrucieństwo choroby Alzheimera i bezsilność medycyny. Jednak naukowcy nie ustają w pracy nad nowymi lekami i metodami szybkiego wykrywania pierwszych symptomów choroby, bo to w przyszłości może być klucz do zahamowania choroby. Tak aby nie rozwinęła się ona do stadium, które zabiło Augusto Gongorę i dzisiaj powoli zabija 55 milionów ludzi na świecie.
Mam to na końcu języka!
A zaczyna zabijać dużo wcześniej, niż dotąd sądzono. Pierwsze subtelne symptomy choroby Alzheimera oraz zmiany w organizmie, które ona wywołuje, widoczne są na długo, zanim chory czy rodzina zauważą jakiekolwiek upośledzenie funkcji poznawczych czy pamięci. Jak wykazali ostatnio naukowcy z University of Toronto, bardzo wczesne symptomy tej choroby można wykryć w mowie na długo przed pojawieniem się bardziej oczywistych objawów. Większość z nas kojarzy demencję z problemami typu zapominanie słów czy nazw poszczególnych rzeczy, ale okazuje się, że lepszym wskaźnikiem wczesnego etapu zmian degeneracyjnych w neuronach jest nie jakość mowy, ale jej szybkość.
Zespół badaczy pod kierownictwem dr Hsi Tiany Wei z University of Toronto odkrył to w badaniu, w którym wzięło udział 125 zdrowych dorosłych w wieku od 18 do 90 lat. Naukowcy poprosili te osoby o szczegółowe opisanie pokazanej im na zdjęciu sceny i nagrali te opisy, a następnie bardzo dokładnie przeanalizowali je przy wsparciu sztucznej inteligencji. Chodziło im głównie o wyodrębnienie takich cech, jak szybkość mówienia, długość pauz między słowami i różnorodność używanych słów. Okazało się, że sztuczna inteligencja dużo szybciej była w stanie wychwycić zmiany neurodegeneracyjne, mierząc szybkość mówienia danej osoby – osoba z takimi zmianami w mózgu potrzebuje więcej czasu na wyszukiwania różnych słów z pamięci, choć sama jeszcze nie zdaje sobie z tego sprawy, a spowolnienie nie jest zauważalne dla otoczenia.
Sygnały, że to właśnie w mowie najwcześniej można wychwycić objawy rozwijającej się choroby Alzheimera i że bardzo pomocna jest w tym sztuczna inteligencja, pojawiały się już wcześniej. W 2019 r. badacze z Arizona State University przeprowadzili niecodzienne badanie, w którym polecili sztucznej inteligencji porównanie spontanicznych, nie odczytywanych z kartki przemów dwóch byłych prezydentów USA – Ronalda Reagana, który chorował na chorobę Alzheimera, oraz będącego w podobnym wieku George’a Busha, który nigdy nie otrzymał takiej diagnozy. Badacze przeanalizowali kilkanaście nagrań konferencji prasowych Reagana z lat 1981-1988 – z czasów, kiedy nie postawiono mu jeszcze diagnozy i aktywnie sprawował urząd.
Okazało się jednak, że już wtedy, na kilkanaście lat przed diagnozą (Reagan otrzymał ją w 1994 r.) w jego mowie sztuczna inteligencja wychwyciła bardzo charakterystyczne dla demencji cechy, m.in. spadek liczby unikalnych słów użytych w przemówieniu, wzrost liczby wypełniaczy słownych – w języku angielskim to np.: „well”, „basically”, „actually” – a także wzrost liczby słów mało konkretnych, jak „coś”, „ktoś”. U George’a Busha sztuczna inteligencja nie wychwyciła żadnych zmian w jakości mowy w czasie sprawowania urzędu.
Krew prawdę ci powie
Jednak nawet najwcześniejsze wykrywanie zaburzeń mowy to i tak zbyt mało dla naprawdę skutecznego leczenia. – Gdy pojawiają się nawet subtelne zmiany w sposobie mówienia, oznacza to, że choroba weszła już w fazę kliniczną, objawową, a my chcemy interweniować w fazie przedklinicznej, kiedy jeszcze nie ma żadnych uszkodzeń w mózgu – tłumaczy prof. Konrad Rejdak z Uniwersytetu Medycznego w Lublinie. – Dzisiaj poszukujemy tzw. markerów biologicznych, czyli konkretnych substancji, których obecność będzie wskazywała na ryzyko wystąpienia zmian neurodegeneracyjnych w mózgu i różnych podtypów chorób otępiennych, które wspólnie określa się dziś mianem choroby Alzheimera – mówi prof. Rejdak.
Na trop substancji, która w przyszłości może być obiecującym biomarkerem choroby Alzheimera, wpadli ostatnio naukowcy z Instytutu Bioinżynierii Katalonii (IBEC) i Uniwersytetu w Barcelonie. Zbadali oni mózgi zmarłych z chorobą Alzheimera w różnych stadiach i odkryli, że w tkance mózgowej osób, które zmarły na bardzo wczesnym etapie choroby, było wyjątkowo dużo pewnej cząsteczki mikroRNA o symbolu miR-519a-3p. Badacze zauważyli, że w miarę postępów choroby poziom tej cząsteczki w mózgu spada, zwiększa się za to ilość białka tau, które już wcześniej wiązano z rozwojem alzheimera. Okazuje się, że właśnie wyjątkowo wysoki poziom miR-519a-3p może być tym poszukiwanym przez lekarzy wskaźnikiem pojawienia się choroby, zanim wystąpią jakiekolwiek objawy.
– W naszym badaniu porównaliśmy poziom tego biomarkera w próbkach mózgów z innymi chorobami, w tym parkinsonem, i potwierdziliśmy, że zmiany w miR-519a-3p są specyficzne dla choroby Alzheimera – mówi neurobiolożka dr Rosalina Gavín z IBEC. Teraz naukowcy sprawdzają, czy da się w łatwy sposób wyznaczyć poziom tej molekuły w krwi obwodowej, aby stworzyć prosty test w kierunku wczesnego wykrywania choroby Alzheimera.
Geny czy neurotoksyny?
Obecnie nie ma jeszcze powszechnego dostępu do zaawansowanych metod wczesnej diagnostyki. – Najczęściej pacjent trafia do lekarza dość późno, kiedy już zmiany neurodegeneracyjne w mózgu są zaawansowane – mówi dr Natasza Blek z Uczelni Medycznej im. Marii Skłodowskiej-Curie w Warszawie. – Najczęściej takie pierwsze sygnały, które nasuwają podejrzenie choroby Alzheimera, to np. gubienie rzeczy, pytanie wielokrotnie o to samo. Chorzy mają też problem z przypomnieniem sobie, co robili parę godzin temu. Charakterystyczny jest postęp objawów w czasie – mówi dr Blek.
Problem z wczesnym wykrywaniem tej choroby wiąże się również z tym, że właściwie do dzisiaj nie wiadomo, co ją powoduje. Neurolodzy uważają, że to choroba wynikająca zarówno z czynników genetycznych, jak i środowiskowych. – Istnieje uwarunkowana genetycznie, wczesna postać choroby Alzheimera, ale jest ona bardzo rzadka i stanowi kilka procent wszystkich przypadków. Zdecydowana większość to zachorowania sporadyczne, niemające bezpośredniego powiązania z konkretną mutacją genetyczną – podkreśla dr Blek.
Bardzo wczesne symptomy alzheimera można wykryć w mowie na długo przed pojawieniem się bardziej oczywistych objawów
Dotychczasowe badania wskazują również na poziom wykształcenia i czynniki socjoekonomiczne, czyli większą zachorowalność na chorobę Alzheimera u osób biednych i niewykształconych. – Niedawno pojawiły się doniesienia wskazujące na to, że do zwiększenia ryzyka wystąpienia choroby może przyczynić się nieprawidłowa higiena jamy ustnej. Kilka lat temu głośne były też wyniki badań dowodzące, że procesy neurodegeneracyjne w znaczący sposób przyspiesza zła jakość snu i różne czynniki, które powodują ograniczenie snu nocnego, czyli np. praca zmianowa, nocna – mówi dr Blek.
Ciekawym polem badawczym dla naukowców próbujących zgłębić tajemnicę choroby Alzheimera jest Finlandia. W kraju tym bowiem od lat notuje się najwyższy na świecie współczynnik zachorowań na tę chorobę, ale Finowie wcale nie mają więcej niż inne nacje mutacji genetycznych predysponujących do niej. Co więc sprawia, że tak często cierpią na demencję? Możliwe, że odpowiedzialne są za to neurotoksyny obecne w fińskim środowisku – uważa dr Arnold Eiser z University of Pennsylvania. Fiński klimat jest jednocześnie mokry i chłodny, co sprzyja rozwojowi pleśni produkujących mykotoksyny trujące dla mózgu. A w fińskich jeziorach pojawia się sinica, która produkuje inną neurotoksynę. Do tego – pisze dr Eiser w „Brain Research” – gleby w Finlandii są ubogie w selen, mikroelement wspierający ludzki organizm w neutralizowaniu toksyn. Ale tu potrzebne są jeszcze dalsze badania – uważa dr Eiser.
Ostatnio w badaniach nad lekiem na chorobę Alzheimera pojawił się zupełnie nowy trop – mózgowa mikrobiota, czyli bakterie, które naturalnie zasiedlają nasz ośrodkowy układ nerwowy. Dotąd o mikrobiocie mówiło się najczęściej w kontekście bakterii zasiedlających jelita czy skórę, ale badanie przeprowadzone w 2023 r. na University of Edinburgh wykazało, że również w ludzkim mózgu na stałe mieszkają różne gatunki bakterii podobne do tych, które bytują w ludzkich jelitach.
Naukowcy przeanalizowali jednak próbki tkanki mózgowej nie tylko zdrowych osób, ale też zmarłych na alzheimera i odkryli coś zaskakującego – w mózgach osób chorych była duża nadreprezentacja określonych gatunków bakterii (głównie Streptococcus, Staphylococcus/Bacillus) oraz grzybów z grup Aspergillus, Candida i Schizophyllum. Zdaniem badaczy może to sugerować, że to infekcje związane z obniżającą się z wiekiem odpornością mogą być pierwotną przyczyną choroby Alzheimera. Ale w tym przypadku związek przyczynowo-skutkowy nie jest potwierdzony, a naukowcy nie mają nawet pojęcia, jakim cudem bakterie i grzyby przenikają do mózgu.
Zwalczyć blaszki
Niezależnie od tego, co powoduje zachorowanie na alzheimera, lekarze u wszystkich chorych obserwują podobne zmiany w mózgu. – Chorobie tej towarzyszy odkładanie się specyficznych złogów, tzw. blaszek amyloidowych i splątków neurofibrylarnych w mózgu pacjenta. Gromadzą się w nich dwa białka – beta-amyloid oraz tau. Uniemożliwiają one skuteczną komunikację między neuronami i w efekcie powodują degenerację całego mózgu. Co jednak jest czynnikiem wyzwalającym proces odkładania się tych blaszek, wciąż nie wiemy – przyznaje prof. Rejdak. Dlatego prowadzone obecnie badania nad nowymi lekami skoncentrowane są właśnie na niedopuszczeniu do tworzenia się tych blaszek. – W USA zarejestrowane przez FDA (Food and Drug Administration) są już dwa leki biologiczne, które stymulują układ odpornościowy do zwalczania blaszek amyloidowych na bardzo wstępnym etapie ich odkładania się. Nie działają one jednak u chorych z zaawansowaną postacią choroby, bo jest już za późno – mówi prof. Rejdak. Zapobiegać tworzeniu się blaszek amyloidowych mają również szczepionki przeciwko chorobie Alzheimera, nad którymi prace prowadzą różne firmy farmaceutyczne. Jak podaje „New Scientist”, obecnie testowanych jest aż sześć różnych szczepionek przeciwko beta-amyloidom i tau.
Usunięcie już utworzonych blaszek jest dużo trudniejsze, chociaż i tego dotyczą badania. W badaniu na myszach naukowcy z Cleveland Clinic Lerner Research Institute odkryli, że obniżenie w mózgu poziomu enzymu o nazwie BACE-1 powoduje rozkład płytek beta-amyloidowych, a w efekcie może on spowodować cofnięcie się choroby – tak przynajmniej dzieje się u myszy. Manipulowanie poziomem BACE-1 w mózgu jest jednak niebezpieczne – bierze on udział w rozkładaniu także innych białek, a jego całkowity brak od urodzenia skutkuje poważnymi wadami neurorozwojowymi. Dowiedziono tego już wcześniej na zmodyfikowanych genetycznie myszach, które w ogóle nie wytwarzały tego enzymu. Zespół z Cleveland zaczął jednak obniżanie poziomu BACE-1 dopiero u dorosłych myszy, zmodyfikowanych genetycznie tak, aby rozwijała się u nich choroba Alzheimera. Myszy, u których w wieku 75 dni rozpoczął się proces odkładania się blaszek amyloidowych w mózgu, w wieku 10 miesięcy przestawały produkować ten enzym. Okazało się, że blaszki znikały, a myszy z zaawansowanym już alzheimerem odzyskiwały sprawność umysłową. Czy u ludzi będzie podobnie? Tego jeszcze naukowcy nie sprawdzili.
