Hjernen din er en festning. Langs over 600 kilometer med blodkar går det en mur som kalles blod-hjerne-barrieren. Den består av tre lag av celler, og den er nesten ugjennomtrengelig. Bare oksygen, næring og noen få andre stoffer får lov til å passere fra blodet og inn til hjernecellene. Bakterier og virus blir effektivt stengt ute.
I enkelte tilfeller klarer likevel noen av mikrobene å trenge inn i hjernen. Her treffer de øyeblikkelig hjernens neste forsvarslinje, immunceller som kalles mikroglia. De gjenkjenner inntrengerne og spiser dem.
Er mikrobene i stort overtall, har hjernen et siste våpen. Nervecellene produserer stoffet betaamyloid, som kapsler inn mikrobene og dreper dem.
Protein kveler inntrengere
Nerveceller skiller ut protein
Bakterier eller virus som trenger seg inn i hjernen, får nervecellene til å klippe opp et av sine egne proteiner og produsere et stoff som kalles betaamyloid.
Forsvaret kapsler inn inntrengere
Betaamyloid binder seg til bakterien eller viruset og danner etter hvert en kapsel omkring inntrengeren, slik at den ikke kan sette seg fast på hjernecellene.
Bakterie blir forgiftet og dør
Kapselen av betaamyloid tar sannsynligvis livet av bakterien ved å skape giftige stoffer i bakterien og ved å gjennomhulle cellemembranen.
Hjernens forsvarsverker sikrer best mulig beskyttelse for dine følsomme nerveceller. Men selv det beste forsvar kan bli overmannet. Inntrengere kan bosette seg permanent i hjernen, forgifte den og overta forsvarets egne våpen. Resultatet er at hjernevevet langsomt blir brutt ned.
Nå har et forsøk avslørt at det er akkurat det som skjer i hjernen på alzheimerpasienter, og forskerne har samtidig identifisert den ansvarlige mikroben – bakterien som står bak tannkjøttbetennelse. Et nytt legemiddel er nå på vei som for første gang kan sette en stopper for den ondartede sykdommen.
Forskere jakter på årsak
Mer enn 30 millioner lider av alzheimer på verdensplan, og det tallet vil antagelig tredobles på noen få tiår, etter hvert som klodens befolkning blir eldre. Det finnes i dag ingen effektiv behandling eller midler som kan bremse sykdommens forløp.
Alzheimer rammer hukommelsen og evnen til å løse problemer, og den kan endre både humør og personlighet. Symptomene begynner som regel når pasienten er over 60 år, men hos noen kan de dukke opp mye tidligere.
VIDEO: Slik ødelegger alzheimer hjernen
Forskerne har i flere tiår forsket på årsaken til alzheimer, og de har avdekket en lang rekke svar. For det første avslører hjerneskanninger at flere hjerneområder hos alzheimer-pasienter er skrumpet i forhold til normalen – særlig hippocampus, som er viktig for hukommelsen vår.
For det andre er sykdommen forbundet med endringer i proteiner i hjernen. Tidlig i sykdomsforløpet begynner det såkalte tau-proteinet å klumpe seg sammen i nervecellene.
Tau-proteinet er en viktig del av nervecellenes indre skjelett, og sammenklumpingen ødelegger cellenes struktur og hindrer dem i å sende signaler til hverandre. Til syvende og sist dør cellene.
Et annet protein, betaamyloid, spiller også en viktig rolle. Nervecellene skiller det normalt bare ut i små mengder, slik at alt kan renses unna mens vi sover, men hos alzheimer-pasienter finnes det i store mengder. Det filtrer seg sammen og danner klumper som kalles plakk, som er giftig for nervecellene.
Det store spørsmålet er hva som forårsaker disse endringene i første omgang. Og forskerne har antagelig funnet svaret.
Selvforsvar skader hjernen
Koblingen mellom proteinet betaamyloid og alzheimer har vært kjent siden 1980-tallet. Siden den gang har forskerne jobbet hardt for å avsløre proteinets funksjon og for å forstå hva som utløser opphopningen. Men først i løpet av de siste årene har de fått målet i sikte.
I 2010 viste amerikanske og svenske forskere at betaamyloid bremser veksten av både bakterier og sopper i petriskåler. Noen år senere kom flere forsøk fram til at proteinet også hemmer influensa- og herpesvirusenes evne til å infisere celler.
Og i 2016 klarte amerikanske og australske forskere å vise at bakterier i hjernen på mus utløser økt produksjon av betaamyloid, og at stoffet binder seg til bakteriene. Sammen viser resultatene at proteinet spiller en viktig rolle i beskyttelsen av hjernen mot mikroorganismer.
Stoffet betaamyloid danner lange tråder som får mikrober til å klumpe seg sammen og forhindrer dem i å angripe cellene dine.
At betaamyloid har denne funksjonen, kan peke mot den underliggende årsaken til alzheimer. Flere forskere mener nå at opphopningen av betaamyloid i hjernen til alzheimerpasienter er en direkte konsekvens av angrep fra bakterier eller virus.
Inntrengerne får nervecellene til å skille ut betaamyloid i selvforsvar, men hvis angrepet står på i årevis, hoper proteinet seg opp og begynner å gjøre skade på hjernen.
Oppdagelsene stemmer godt overens med andre studier som blant annet har kommet fram til at en infeksjon med herpesvirus øker risikoen for å utvikle alzheimer hos personer som har en mutasjon i genet APOE-ER – som spiller en viktig rolle i immunsystemets kamp mot mikrober – og at dette viruset er konsentrert i klumpene av betaamyloid.
I 2019 kom enda et stort gjennombrudd. Et internasjonalt team av forskere med den amerikanske legen Stephen Dominy i spissen klarte å kartlegge veien fra infeksjon til alzheimerlignende tilstander i mus.
Men fokuset var ikke på herpesvirus. De fant i stedet en annen mikrobe som var tett forbundet med alzheimer – en mikrobe som normalt angriper tannkjøttet.
Bakterie dreper nerveceller
Porphyromonas gingivalis – den lille bakterien kan snart bli forskernes hovedfiende i kampen mot alzheimer. Bakterien har vært kjent lenge fordi den er en av hovedårsakene til tannkjøttbetennelse – en lidelse som rammer opp mot halvparten av befolkningen. Den er også til stede i små mengder i munnen på 25 prosent av personer uten tannkjøttbetennelse.
Bakterien Porphyromonas gingivalis kan få tannkjøtt til å blø og tenner til å falle ut.
Forskere har tidligere funnet en kobling mellom tannkjøttbetennelse og alzheimer. En studie fra 2017 kom fram til at kronisk tannkjøttbetennelse kan øke risikoen for alzheimer med 70 prosent, men det har ikke vært mulig å vise at betennelsen er en direkte årsak.
Det har Stephen Dominy og kollegene hans nå klart.
Dominys forskergruppe kom først fram til at hjerner fra pasienter med alzheimer inneholder betydelig mer av tannkjøttbakteriens giftstoffer, såkalte gingipainer, enn friske hjerner – selv om de fleste friske hjerner også inneholder en viss mengde.
Når forskerne så nærmere på alzheimerhjernene, så de at giftstoffene blant annet befant seg i hukommelsessenteret hippocampus og i hjernebarken, og at de lå tett sammen med ansamlinger av tau-protein og betaamyloid.
Giftstoffene ødela friske tau-proteiner – et av de første trinnene i utviklingen av alzheimer. Og giften drepte nerveceller både i petriskåler og i hjernen på mus.
Forskerne plasserte deretter bakterien i munnen på mus og oppdaget at den spredte seg til hjernen innen seks uker. Her førte den til opphopning av betaamyloid og tap av nerveceller i hippocampus.
Tannkjøttbakterie angriper hjernen
Bakterie sprer seg fra munnen
Bakterien Porphyromonas gingivalis danner giftstoffer som kalles gingipainer. Noen sitter på overflaten av bakterien, mens andre slippes ut til omgivelsene. Giftstoffene er enzymer, og de kan blant annet ødelegge tannkjøtt. Det åpner en vei inn til blodet og gir dermed bakterien adgang til resten av kroppen.
Giftstoff ødelegger nervecellens skjelett
Bakterien infiserer hjernen og bombarderer den med giftstoffer som blant annet bryter ned de såkalte tau-proteinene inne i nervecellene. Tau-proteinene holder cellenes proteinskjelett sammen, og uten dem mister cellen form og klarer ikke lenger sende signaler. Til slutt dør cellene.
Forsvar dreper nerveceller
Nervecellene skiller ut betaamyloid for å forsvare seg. Hvis angrepet står på lenge, kan betaamyloid bore hull i membranene til nervecellene.
Til sammen viser dette den hittil best underbyggede sammenhengen mellom angrep fra en mikroorganisme og utvikling av alzheimer.
Og Dominy og kollegene hans har allerede gått et skritt videre. De har utviklet et stoff som bremser giftstoffene og tar livet av bakteriene.
Stoff testes på pasienter
I jakten på en kur mot alzheimer har forskerne i flere tiår fokusert på betaamyloid.
I 2002 testet de en vaksine som skulle få immunforsvaret til alzheimer-pasienter til å gå til angrep på opphopningen av betaamyloid. Men forsøket ble avbrutt på grunn av alvorlige bivirkninger.
Det samme skjedde da forskere i 2011 testet et stoff som bremser produksjonen av betaamyloid. Og andre forsøk på å angripe betaamyloid har ikke hatt den ønskede effekten.
Forskerne har fortsatt ikke gitt opp dette sporet, men mange mener nå at det er feil strategi.
Det er stadig mer som peker mot en kobling mellom infeksjon og alzheimer, og det gjør mikrober til det opplagte målet for nye behandlinger. Og Stephen Dominy og kollegene hans har gått i spissen for den spennende utviklingen.
Middel skal bremse giftstoffer
Tannkjøttbakterier er en av fiendene i kampen mot alzheimer. Og forskerne har allerede utviklet en motgift mot mikrobene, som kanskje vil gjøre det mulig å bremse tapet av hjerneceller hos pasienter. Det vil i så fall være første gang.
Motgift kommer inn i hjernen
Pasienten svelger en kapsel med stoffet COR388, som løses opp i tarmen og tas opp i blodet. Fra blodet flyter det opp til hjernen, der det kan krysse den såkalte blod-hjerne-barrieren og nå inn i den infiserte hjernen.
Nerveskjelett forblir intakt
COR388 binder seg til de giftstoffene som bakterien Porphyromonas gingivalis danner. Dermed forhindrer COR388 at giftstoffet bryter ned nervecellenes tau-proteiner. Cellene overlever og fortsetter å signalisere.
Medisiner sulter bakterier
Bakterien bruker giftstoffene til å bryte ned proteiner i omgivelsene for å skaffe seg jern og aminosyrer.
Medisiner sulter bakterier
COR388 forhindrer dette, og legemiddelet avskjærer dermed bakterien fra en rekke livsnødvendige næringsstoffer.
Betennelse forsvinner fra hjernen
Bakteriene dør av sult, og betennelsestilstanden i hjernen forsvinner. Nervecellene avbryter produksjonen av forsvarsstoffet betaamyloid, og dermed bremses den potensielt skadelige opphopningen av dette stoffet.
De har utviklet stoffet COR388, som binder seg til giftstoffene til tannkjøttbakterien.
Dominys forsøk viser at stoffer som ligner COR388, forhindrer bakterien i å drepe nerveceller i petriskåler, men også at stoffene hemmer bakteriens vekst – fordi bakteriene trolig bruker giftstoffer til å bryte ned maten. Når giftstoffene blokkeres, kan ikke bakteriene spre seg fra munnen til hjernen.
I mus med infiserte hjerner senket COR388 og et lignende stoff mengden av bakterier i hjernen, forhindret tap av nerveceller i hippocampus og bremset opphopningen av betaamyloid.
Alzheimer-gåtene er slett ikke løst, men Dominys oppdagelse gir grunn til optimisme. COR388 har vist seg å være uten alvorlige bivirkninger i mennesker og testes nå på over 500 alzheimer-pasienter.
De endelige resultatene forventes å være klare i 2021.