อัลไซเมอร์: การบำบัดด้วยแสงสามารถปกป้องสมองได้อย่างไร

ก่อนหน้านี้นักวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าการบำบัดด้วยแสงชนิดหนึ่งสามารถลดโปรตีนที่เป็นพิษที่สร้างขึ้นในสมองในโรคอัลไซเมอร์ได้ ขณะนี้ทีมงานเดียวกันได้ระบุสิ่งที่เกิดขึ้นในระดับเซลล์เพื่อให้บรรลุผลลัพธ์นี้

การศึกษาล่าสุดถามว่าเหตุใดแสงที่กะพริบจึงช่วยต่อสู้กับโรคอัลไซเมอร์ได้

ในปี 2559 นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) ในเคมบริดจ์พบว่าการส่องแสงริบหรี่เข้าไปในดวงตาของหนูสามารถลดการสะสมพิษของโปรตีน amyloid และ tau ที่เกิดขึ้นในสมองด้วยโรคอัลไซเมอร์

การบำบัดด้วยแสงช่วยเพิ่มรูปแบบของคลื่นสมองที่เรียกว่าการสั่นของแกมมาซึ่งการวิจัยชี้ให้เห็นว่ามีความบกพร่องในผู้ที่เป็นโรคอัลไซเมอร์

เมื่อไม่นานมานี้ทีมงาน MIT เปิดเผยว่าการผสมผสานการบำบัดด้วยแสงกับการบำบัดด้วยเสียงช่วยเพิ่มผลประโยชน์ให้มากยิ่งขึ้น

การศึกษาเหล่านี้ยังพบว่าการบำบัดด้วยแสงสามารถปรับปรุงความจำในหนูที่มีแนวโน้มทางพันธุกรรมที่จะพัฒนาโรคอัลไซเมอร์และความจำเชิงพื้นที่ในหนูที่มีอายุมากขึ้นโดยไม่มีอาการ

การตรวจสอบล่าสุดซึ่งตอนนี้มีอยู่ในวารสาร เซลล์ประสาทแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มการสั่นของแกมมาสามารถปรับปรุงการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาทลดการอักเสบและป้องกันการตายของเซลล์ในเมาส์ของอัลไซเมอร์

นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่าผลกระทบในระยะไกลของการรักษาไม่เพียง แต่เกี่ยวข้องกับเซลล์ประสาทหรือเซลล์ประสาทเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเซลล์ภูมิคุ้มกันชนิดหนึ่งที่เรียกว่า microglia ด้วย

“ ดูเหมือนว่า” ผู้เขียนการศึกษาอาวุโส Li-Huei Tsai ศาสตราจารย์ด้านประสาทวิทยาและผู้อำนวยการสถาบัน Picower เพื่อการเรียนรู้และความจำแห่ง MIT กล่าว“ การเสื่อมสภาพของระบบประสาทส่วนใหญ่ป้องกันได้”

โปรตีนอัลไซเมอร์และพิษ

อัลไซเมอร์เป็นภาวะที่ค่อยๆทำลายเนื้อเยื่อสมองและการทำงานที่เกี่ยวข้องผ่านการสูญเสียเซลล์ที่ไม่สามารถย้อนกลับได้

รายงานปี 2018 โดย Alzheimer’s Disease International เผยว่า 50 ล้านคนทั่วโลกเป็นโรคสมองเสื่อมและ 2 ใน 3 ของจำนวนนี้เป็นสาเหตุของโรคอัลไซเมอร์

แม้ว่าการรักษาบางอย่างสามารถชะลออาการของโรคอัลไซเมอร์ได้ในระยะหนึ่ง แต่ก็ยังไม่มีวิธีใดที่สามารถรักษาอาการนี้ได้

ในผู้ที่เป็นโรคอัลไซเมอร์สมองจะเริ่มมีการเปลี่ยนแปลงเป็นเวลานานก่อนที่จะมีอาการของโรคสมองเสื่อม อาการดังกล่าวรวมถึงความยากลำบากในการคิดและการจดจำ

โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเปลี่ยนแปลงสองประการคือการสะสมของสารพิษหรือคราบจุลินทรีย์ของโปรตีนเบต้า - อะไมลอยด์ระหว่างเซลล์ประสาทและการก่อตัวของโปรตีนเทาที่เป็นพิษภายในเซลล์

ศาสตราจารย์ไจ๋และเพื่อนร่วมงานของเธออธิบายว่าคนที่เป็นโรคอัลไซเมอร์ยังแสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงในสมองอีกอย่างหนึ่งนั่นคือ“ พลังการสั่นของคลื่นความถี่แกมมาลดลง”

นักวิทยาศาสตร์เสนอว่าการสั่นของแกมมาเป็นคลื่นสมองชนิดหนึ่งที่มีความสำคัญต่อการทำงานเช่นความจำและความสนใจ

ในงานก่อนหน้านี้นักวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าการสัมผัสกับแสงกะพริบในอัตรา 40 รอบต่อวินาทีหรือเฮิรตซ์กระตุ้นการสั่นของแกมมาในเยื่อหุ้มสมองที่มองเห็นของสมองในหนู

การเพิ่มโทนเสียงที่เต้นด้วยความถี่เดียวกันช่วยเพิ่มผลการลดคราบจุลินทรีย์ของการบำบัดด้วยแสงและขยายออกไปนอกเปลือกนอกที่มองเห็นไปยังฮิปโปแคมปัสและเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าบางส่วน

การสั่นของแกมมาจากการรักษาทั้งสองยังนำไปสู่การปรับปรุงการทำงานของหน่วยความจำในเมาส์ของโรคอัลไซเมอร์

ระดับการป้องกันระบบประสาทที่โดดเด่น

ด้วยการศึกษาใหม่นักวิจัยต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับกลไกพื้นฐานที่นำไปสู่ประโยชน์เหล่านี้

ในการทำเช่นนั้นพวกเขาใช้เมาส์สองรุ่นของ Alzheimer’s: Tau P301S และ CK-p25 ศาสตราจารย์ไจ๋กล่าวว่าหนูทั้งสองชนิดมีการสูญเสียเซลล์ประสาทมากกว่าแบบจำลองที่ใช้ในการศึกษาการบำบัดด้วยแสงก่อนหน้านี้

Tau P301S หนูผลิตโปรตีน tau ที่กลายพันธุ์ซึ่งก่อตัวพันกันภายในเซลล์เช่นที่เกิดขึ้นในเซลล์สมองของมนุษย์ที่เป็นโรคอัลไซเมอร์ CK-p25 หนูสร้างโปรตีนที่เรียกว่า p25 ซึ่งทำให้เกิด“ การเสื่อมของระบบประสาทอย่างรุนแรง”

ทีมงานเห็นว่าการบำบัดด้วยแสงทุกวันซึ่งเริ่มขึ้นก่อนการเริ่มต้นของการเสื่อมสภาพของระบบประสาททำให้เกิดผลกระทบที่น่าทึ่งต่อหนูทั้งสองประเภท

Tau P301S หนูที่ได้รับการรักษา 3 สัปดาห์ไม่พบอาการของการเสื่อมของเซลล์ประสาทเทียบกับการสูญเสียเซลล์ประสาท 15–20% ในหนูที่ไม่ได้รับการรักษา

ผลก็เหมือนกันในหนู CK-p25 ซึ่งได้รับการรักษา 6 สัปดาห์

ศาสตราจารย์ไจ๋อ้างว่าเธอ“ ทำงานกับโปรตีน p25 มานานกว่า 20 ปีแล้ว” และโปรตีนนี้เป็นพิษต่อสมองมาก อย่างไรก็ตามเธอไม่เคยเห็นอะไรแบบนี้มาก่อน “ มันน่าตกใจมาก” เธอกล่าวเสริม

“ เราพบว่าระดับการแสดงออกของยีน p25 เหมือนกันทุกประการในหนูที่ได้รับการรักษาและไม่ได้รับการรักษา แต่ไม่มีการเสื่อมสภาพของระบบประสาทในหนูที่ได้รับการรักษา” เธออธิบาย

เมื่อนักวิจัยทดสอบความจำเชิงพื้นที่ของหนูพวกเขายังพบผลลัพธ์ที่น่าประหลาดใจ: การบำบัดด้วยแสงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในหนูที่มีอายุมากขึ้นซึ่งไม่ได้รับการตั้งโปรแกรมทางพันธุกรรมให้เป็นโรคอัลไซเมอร์ แต่ไม่มีผลต่อหนูที่อายุน้อยกว่าและมีลักษณะคล้ายกัน

ความแตกต่างที่ทำเครื่องหมายในกิจกรรมของยีน

นักวิจัยยังตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของยีนในหนูที่ได้รับการรักษาและไม่ได้รับการรักษา พวกเขาพบว่าเซลล์ประสาทของหนูที่ไม่ได้รับการรักษาได้ลดกิจกรรมในยีนที่ซ่อมแซมดีเอ็นเอและในเซลล์ประสาทที่ช่วยดำเนินการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาท ในทางกลับกันหนูที่ได้รับการรักษาแสดงให้เห็นกิจกรรมที่มากขึ้นในยีนเหล่านี้

นอกจากนี้พวกเขายังเห็นว่าหนูที่ได้รับการรักษามีการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาทมากขึ้นและหนูเหล่านี้ทำงานสอดคล้องกันมากขึ้น

นักวิทยาศาสตร์ยังตรวจสอบการทำงานของยีนใน microglia หรือเซลล์ภูมิคุ้มกันที่ช่วยกำจัดของเสียในเซลล์และเศษซากอื่น ๆ ในสมอง

การศึกษาเหล่านี้พบว่ายีนที่ส่งเสริมการอักเสบมีบทบาทมากขึ้นในหนูที่ไม่ได้รับการบำบัดด้วยแสง อย่างไรก็ตามหนูที่ได้รับการรักษาพบว่ายีนเหล่านี้ขาดกิจกรรมอย่างเห็นได้ชัด นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นกิจกรรมที่เพิ่มขึ้นในยีนที่ส่งผลต่อความสามารถของ microglia ในการเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ

ผู้เขียนศึกษาอธิบายว่าการค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่าการบำบัดด้วยแสงช่วยเพิ่มความสามารถของ microglia ในการจัดการกับการอักเสบ บางทีมันอาจทำให้พวกเขาสามารถกำจัดของเสียออกไปได้ดีขึ้นรวมถึงโปรตีนที่ผิดพลาดซึ่งอาจสะสมจนก่อตัวเป็นโล่และสิ่งพันกันที่เป็นพิษ

ศาสตราจารย์ไจ๋เตือนเราว่าคำถามสำคัญข้อหนึ่งที่ยังไม่มีคำตอบ: การสั่นของแกมมาก่อให้เกิดการป้องกันในรูปแบบต่างๆเหล่านี้ได้อย่างไร?

บางทีการสั่นอาจทำให้บางสิ่งบางอย่างเกิดขึ้นภายในเซลล์ประสาท ศาสตราจารย์ไจ๋บอกว่าเธอชอบคิดว่าเซลล์ประสาทเป็น“ ตัวควบคุมหลัก”