211service.com
Nieuwe manieren om het geheugen te vergroten
Wetenschappers ontwikkelen nieuwe manieren om selectief de genexpressie in de hersenen te stimuleren, in de hoop psychiatrische en neurologische aandoeningen te behandelen. Een groeiend aantal bewijzen toont aan dat verbindingen die zich op dit mechanisme richten, het leervermogen en het geheugen bij knaagdieren kunnen verbeteren. Maar bestaande medicijnen, die niet voor dit doel zijn ontwikkeld, zijn relatief zwak en niet selectief, en hun veiligheid op lange termijn is nog niet duidelijk.
Geheugenboosters: Li-Huei Tsai, een neurowetenschapper aan het MIT, ontwikkelt nieuwe manieren om genexpressie in de hersenen aan te pakken, in de hoop het geheugen te verbeteren.
De afgelopen jaren zijn neurowetenschappers het belang gaan inzien van epigenetica - moleculaire processen die de expressie van genen veranderen zonder het DNA te veranderen - in de hersenen, en in het bijzonder in het geheugen. Een van de belangrijkste regulatoren van epigenetica is een groep enzymen die bekend staat als histondeacetylasen (HDAC's), die ervoor zorgen dat DNA strakker rond naburige eiwitten wordt gewikkeld, waardoor uiteindelijk de genexpressie wordt gedempt. Recente onderzoeken hebben aangetoond dat bestaande medicijnen die deze enzymen remmen, het leren van zowel normale muizen als muizen met een cognitieve stoornis kunnen verbeteren.
Ik denk dat de implicatie voor menselijke ziekten echt opwindend is, zegt Li-Huei Tsai , een neurowetenschapper aan het MIT. Vorig jaar toonde Tsai's groep aan dat het geven van hersenbeschadigde muizen een HDAC-remmer hen in staat stelde om verloren herinneringen terug te halen.
EnVivo Pharmaceuticals , een farmaceutisch bedrijf gevestigd in Watertown, MA, ontwikkelt HDAC-remmers die krachtiger zijn dan bestaande en die gemakkelijk de hersenen kunnen binnendringen. (Valproïnezuur, bijvoorbeeld, een medicijn dat wordt gebruikt voor de behandeling van epilepsie en bipolaire stoornissen en dat momenteel wordt getest op kanker, is een relatief zwakke remmer.) Volgens de resultaten gepresenteerd op een neurowetenschappen conferentie vorige maand kan de leidende HDAC-remmer van het bedrijf zowel het korte- als het langetermijngeheugen bij muizen verbeteren. Het bedrijf hoopt het medicijn volgend jaar te testen, zegt Michael Ahlijanian, vice-president onderzoek bij EnVivo.
Hoewel wetenschappers nog niet precies weten hoe epigenetische regulatie het geheugen beïnvloedt, is de theorie dat bepaalde triggers, zoals lichaamsbeweging, visuele stimulatie of medicijnen, DNA afwikkelen, waardoor expressie mogelijk wordt van genen die betrokken zijn bij neurale plasticiteit. Die toename in genexpressie kan de ontwikkeling van nieuwe neurale verbindingen in gang zetten en op zijn beurt de neurale circuits versterken die ten grondslag liggen aan geheugenvorming. Misschien gebruiken onze hersenen deze epigenetische mechanismen om ons in staat te stellen dingen te leren en te onthouden, of om voldoende plasticiteit te bieden om ons in staat te stellen te leren en ons aan te passen, zegt John Satterlee , programmadirecteur van epigenetica bij het National Institute on Drug Abuse, in Bethesda, MD.
We hebben solide bewijs dat HDAC-remmers de groei van dendrieten enorm bevorderen en de synaptogenese [het creëren van verbindingen tussen neuronen] verhogen, zegt Tsai. Het proces kan het geheugen vergroten of muizen in staat stellen weer toegang te krijgen tot verloren herinneringen door beschadigde neurale circuits opnieuw te bedraden of te repareren. We denken dat het geheugenspoor er nog steeds is, maar het dier kan het niet terugvinden vanwege schade aan neurale circuits, voegt ze eraan toe.
De veiligheid van krachtigere HDAC-remmers, vooral die welke op de hersenen zijn gericht, is nog niet duidelijk. Een artikel dat vandaag is gepubliceerd in neuron wijst op mogelijke problemen. Tsai en haar collega's ontdekten dat het remmen van een specifiek HDAC-enzym de celbeschadiging en -sterfte bij knaagdieren met symptomen van de ziekte van Alzheimer verhoogde, terwijl het niveau van de door enzym beschermde neuronen toenam.
De bevindingen suggereren dat wetenschappers verbindingen moeten ontwikkelen die selectief inwerken op de verschillende HDAC-enzymen, misschien sommige remmen en andere activeren. Op dit moment is er nog weinig bekend over de specifieke functies van de bijna 20 verschillende enzymen. Maar Tsai zegt dat haar groep één enzym heeft geïdentificeerd dat specifiek betrokken lijkt te zijn bij het geheugen. De onderzoekers ontwikkelen ook meer selectieve verbindingen. We hopen in de nabije toekomst iets te hebben waar we ons prettig bij voelen bij mensen, zegt Tsai.