Kanadyjczycy znaleźli gen, który pełni kluczową rolę w procesie zapamiętywania, i przyjrzeli się dokładniej mechanizmom jego działania. W przyszłości ich odkrycie pozwoli nam być może stworzyć leki cofające skutki choroby Alzheimera oraz demencji. Szczegóły odkrycia opisano na łamach najnowszego numeru pisma "Cell".

Pewnie nieraz zdarzyła ci się sytuacja, kiedy bezskutecznie próbowałeś przypomnieć sobie nazwisko aktora czy tytuł jakiejś książki, przez co nie mogłeś w nocy zmrużyć oka. Mimo iż tego rodzaju codzienne problemy z pamięcią mogą być niezwykle irytujące, są one niczym w porównaniu z konsekwencjami zaburzeń pamięci wywołanymi chorobą. W przypadku choroby Alzheimera (choroba neurologiczna o nieznanej etiologii, prowadząca do destrukcji tkanki mózgowej) ludzka pamięć pogarsza się dosłownie z dnia na dzień. Mimo wcześniejszej sprawności intelektualnej chory w przeciągu kilku miesięcy traci wspomnienia z całego życia. Zaburzenia pamięci występują również u osób ciepiących na tzw. demencję - otępienie występującą często u osób w podeszłym wieku. Demencja zdarza się także u osób młodych, tzn. przed 50 rokiem życia - chorujących na serce, choroby układu dokrewnego, miażdżycę, cukrzycę lub nadużywających leków czy alkoholu.

Zaburzenia procesów zapamiętywania być może już niebawem zaliczymy do tych objawów chorobowych, z którymi potrafimy sobie poradzić bez trudu. Kamieniem milowym na drodze do osiągnięcia takiego efektu są z pewnością odkrycia zespołu naukowców z Wydziału Biochemii kanadyjskiego McGilll University w Montrealu. Badaczom, których pracami kierował prof. Nahum Sonenberg, udało się bowiem odnaleźć molekularny przełącznik odpowiadający za przenoszenie wspomnień do magazynu pamięci długotrwałej. W rozwiązaniu zagadki pomogły naukowcom zmutowane myszy.

W ramach swoich badań naukowcy postanowili bliżej przyjrzeć się genowi, który w normalnej sytuacji odpowiada za produkcję białka "blokującego" proces zapamiętywania. Na potrzeby swego eksperymentu badacze wyhodowali myszy z uszkodzoną wersją tego genu. Zgodnie z teoretycznym założeniem, mutacja genetyczna miała doprowadzić do zmniejszenia produkcji prawidłowej postaci białka eIF2a, czyli białka "zapominania".

By przekonać się o rzeczywistych rezultatach uszkodzeń w genie GCN2 uczeni zdecydowali się przeegzaminować swoje gryzonie w specjalnym wodnym labiryncie. To urządzenie bardzo często wykorzystuje się w badaniach laboratoryjnych do sprawdzania zdolności uczenia się i sprawności zapamiętywania u zwierząt. Zasada funkcjonowania wodnego labiryntu jest prosta. Gryzonie, które, jak wiadomo, nie bardzo lubią pływać w wodzie, wrzuca się do basenu na tyle głębokiego, że mimo wszystko są zmuszone do pływania. W obrębie basenu umieszczona jest zwykle jedna lub więcej niewidocznych platform - wysepek. Droga do każdej z platform oznaczona jest wskazówkami wizualnymi - swego rodzaju znakami drogowymi. Im szybciej mysz zapamięta znaki prowadzące na platformy, tym szybciej trafi na miejsce, w którym - choć nadal będzie mokro - nie trzeba będzie pływać.

Jak się okazało, myszy mutanty o wiele lepiej radziły sobie z rozpracowaniem labiryntu niż zdrowe gryzonie. Po sześciu dniach treningu, myszy z uszkodzonym genem potrzebowały jedynie 20 sekund, by dotrzeć do platformy, podczas gdy ich "normalne" odpowiedniki błąkały się w wodzie niemal dwa razy dłużej, czyli ok. 50 sekund. "Także inne przeprowadzone przez nas testy behawioralne wykazały, iż myszy ze zmutowanym genem mają lepszą pamięć i o wiele szybciej się uczą!" - mówi prof. Nahum Sonenberg.

W drugiej fazie eksperymentu kanadyjscy naukowcy postanowili zniwelować działanie mutacji genetycznej przez podanie myszom specjalnej substancji chemicznej. Dzięki niej ilość białka powodującego zapominanie była znów normalna. Jak się okazało, sztuczne podniesienie jego ilości spowodowało, że myszy wolniej się uczyły i osiągały gorsze wyniki w testach pamięci. Zatem to, od ilości owego białka, którego produkcją sterował konkretny gen zależało - czy pamięć gryzoni będzie przeciętna, czy cudowna. "Jest dosłownie kilka przykładów badań, w których dzięki mutacji genetycznej udało się poprawić pamięć zwierząt" - mówi prof. Nahum Sonenbreg. - Nasz eksperyment to mały, choć niezwykle ważny element układanki mówiącej o tym, jak działa nasza pamięć.

Naukowcy podkreślają, iż ich odkrycie może mieć ważne praktyczne zastosowanie i pomóc w opracowaniu leku, który cofałby tragiczne skutki demencji czy choroby Alzheimera.

"Kolejnym i, jak się wydaje, nieuniknionym krokiem jest znalezienie cząsteczki czy substancji chemicznej, która dawałaby taki sam efekt, co mutacja, jaką zafundowaliśmy myszom" - mówi prof. Nahum Sonenberg. Zdaniem naukowców taka pigułka choć nie leczyłaby schorzeń samych w sobie - przynajmniej pomagałaby niwelować jeden z ich najbardziej nieprzyjemnych objawów - postępującą utratę pamięci.

"Od jakiegoś czasu wiedzieliśmy, iż ekspresja genów oraz produkcja białek pełnią ważną rolę w procesach zapamiętywania, wiedzieliśmy więc, gdzie kryje się potencjalne rozwiązanie problemu. Jednak szczegóły pozostawały dla nas tajemnicą" - mówi dr Weihong Song, specjalista w dziedzinie choroby Alzheimera z kanadyjskiego University of British Columbia. "Moim zdaniem odkrycie kanadyjskich badaczy jest bardzo istotne, ponieważ otwierają przed nami wiele drzwi do dalszych badań, i wskazuje, w którym kierunku powinny iść nasze poszukiwania" - uważa uczony.

Oczywiście po żadnej pigułce nie można spodziewać się cudów i nie o cuda w tym wypadku chodzi.

"Nawet jeśli taki lek poprawiłby pamięć chorych na Alzheimera o 10 czy 20 procent, to byłaby to olbrzymia zmiana na lepsze" - podkreśla prof. Nahum Sonenberg.