Tillägg av aminosyra i kosten fördröjer tecken på ALS i djurstudie

Tillskottet av L-serin i kosten, en naturligt förekommande aminosyra som är nödvändig för att bilda proteiner och nervceller, fördröjde tecken på amyotrofisk lateralskleros (ALS) i en djurstudie.

Forskningen utgör också ett betydande framsteg inom djurmodellering av ALS, en försvagande neurodegenerativ sjukdom, säger David A. Davis, Ph.D., huvudförfattare och biträdande professor i neurologi och biträdande chef för Brain Endowment Bank vid University of Miami Miller School of Medicine.

Det nya forskningsprotokollet med vervetter verkar mer analogt med hur ALS utvecklas hos människor, sade Davis, jämfört med historiska modeller med gnagare. När han och hans kollegor gav vervetterna ett gift som produceras av blågröna alger som kallas β-N-metylamino-L-alanin eller BMAA, utvecklade de patologi som nära liknar hur ALS påverkar ryggmärgen hos människor.

När en grupp av dessa djur utfodrades med L-serin tillsammans med BMAA i 140 dagar var strategin skyddande – vervetterna uppvisade signifikant minskade tecken på proteininklusioner i ryggmärgsneuronerna och en minskning av proinflammatoriska mikroglior. Resultaten publicerades torsdagen den 20 februari kl. 05.00 EST i den prestigefyllda tidskriften Journal of Neuropathology & Experimental Neurology.

”Det stora budskapet är att kostexponering för detta cyanobakterietoxin utlöser patologi av ALS-typ, och om man inkluderar L-serin i kosten skulle det kunna bromsa utvecklingen av dessa patologiska förändringar”, sade Dr Davis.

”Jag blev förvånad över hur nära modellen speglade ALS hos människor”, tillade han. Förutom att titta på förändringar i hjärnan, ”När vi tittade på ryggmärgen var det verkligen överraskande”. Forskarna observerade förändringar som är specifika för ALS som ses hos patienter, inklusive förekomst av intracellulära ocklusioner som TDP-43 och andra proteinaggregat.

Walter G. Bradley D.M., F.R.C.P., grundare av ALS Clinical and Research Center vid University of Miami Miller School of Medicine, sade: ”ALS är en progressiv neurologisk sjukdom, även känd som Lou Gehrigs sjukdom, som orsakar progressiv förlamning av lemmar och andningssvikt. Det finns ett stort behov av effektiva behandlingar för denna sjukdom. Efter kliniska prövningar av mer än 30 potentiella läkemedel för behandling av ALS har vi fortfarande bara två som bromsar sjukdomsutvecklingen.”

ALS kan utvecklas snabbt hos vissa personer och leda till döden inom 6 månader till 2 år efter diagnosen. Av denna anledning är det svårt att rekrytera människor till kliniska prövningar, en verklighet som stöder utvecklingen av en motsvarande djurmodell, sade Dr Davis.

Det är dessutom fortfarande viktigt med förebyggande åtgärder. ”Det här är en preklinisk modell, vilket egentligen är den viktigaste typen av modell, för när människor väl har en fullfjädrad sjukdom är det svårt att vända eller bromsa utvecklingen”, tillade han.

Forskningen bygger på tidigare resultat från dr Davis. Davis och kollegor i en studie från 2016 som visade att cyanotoxin BMAA kan orsaka förändringar i hjärnan som liknar Alzheimers sjukdom hos människor, inklusive neurofibrillära trassel och amyloidavlagringar.

Även med löftet om L-serin noterar forskarna att det finns en större bild av deras nya ALS-djurmodell. ”Andra läkemedel kan också testas, vilket gör detta mycket värdefullt för klinisk bekräftelse”, säger Davis.

Forskningen har också konsekvenser för Florida, eftersom BMAA kommer från skadliga blågröna algblomningar, som har blivit vanligare under sommarmånaderna i Florida.

Enligt Larry Brand, Ph.D, professor i marinbiologi vid Rosenstiel School vid University of Miami: ”Vi har funnit att BMAA från dessa blomningar har biomagnifierats till höga koncentrationer i Sydfloridas akvatiska näringskedjor, och därmed i våra skaldjur.”

Vi är mycket nyfikna på hur BMAA påverkar individer i södra Florida. Det är vårt nästa steg.”

Dr. David A. Davis, Ph.D., huvudförfattare

Framtida forskning kan försöka besvara flera frågor, bland annat: Hur vanligt är BMAA i lokala fisk- och skaldjursprodukter? Vilka är riskerna för exponering genom exponering för aerosoliserade cyanotoxiner? Finns det en särskild grupp människor som är mer sårbara för att utveckla sjukdomar som Alzheimers och ALS?

Den nuvarande forskningen skulle inte ha varit möjlig, sade dr Davis, utan tvärvetenskapligt samarbete både inom och utanför University of Miami. En annan viktig faktor är den ”mycket unika forskningsmiljön” vid UM:s neurologiavdelning. Till exempel ger Brain Endowment Bank forskarna vid Miller School tillgång till andra forskare och till viktigt forskningsmaterial.