Rökning kan utlösa kemisk signal som ökar risken för demens

Rökning kan öka risken för demens genom att trigga skadliga kemiska signaler från lungorna till hjärnan, enligt ny forskning. Studien bidrar till en djupare förståelse av det välkända sambandet mellan rökning och neurodegenerativa sjukdomar.

En studie från 2011 visade att kraftig rökning i medelåldern mer än fördubblade risken för Alzheimers och andra demensformer flera decennier senare. Tidigare teorier har främst fokuserat på rökningens påverkan på blodkärl och andningsvägar – att syrebrist under decennier av tobaksbruk skadar hjärnan. Men den nya studien, publicerad i Science Advances, pekar på en annan mekanism: nikotinutlösta misskommunikationer.

En nyckel till förståelsen av sambandet

Forskare vid University of Chicago har identifierat en tidigare okänd väg från lungorna till hjärnan via så kallade pulmonära neuroendokrina celler (PNEC). När dessa celler utsätts för nikotin släpper de ut exosomer – små partiklar som transporterar cellulära produkter och avfall – vilka rubbar järnbalansen i neuroner. Detta kan leda till symtom som ofta ses hos demenspatienter.

Även om sambandet ännu inte är definitivt bevisat som orsak till demens, är upptäckten ett viktigt steg i forskarnas förståelse av lungorna. Studien visar att lungorna inte bara är passiva mottagare av rök, utan aktiva signalorgan som påverkar hjärnans hälsa.

Lungorna som aktiva signalorgan

– Studien avslöjar att lungan inte bara är en passiv måltavla för rök, utan ett aktivt organ som skickar signaler som påverkar hjärnans patologi, säger huvudförfattaren biträdande professor Joyce Chen vid UChicagos Pritzker School of Molecular Engineering och cancerforskningsavdelningen.

PNEC-celler är unika lungceller som kombinerar funktionerna hos både nervceller och endokrina celler. De fungerar som viktiga sensorer för luftvägarna men är extremt svåra att studera på grund av sin sällsynthet.

Utmaningen med att studera sällsynta celler

– Den största utmaningen var den extrema sällsyntheten hos PNEC-celler, som utgör mindre än 1 % av alla lungceller. Det gjorde dem näst intill omöjliga att isolera och studera i detalj, säger Kui Zhang, postdoktor vid University of Chicago och medförfattare till studien.

För att lösa problemet skapade forskarna inducerade PNEC-celler (iPNEC) från humana pluripotenta stamceller i tillräckligt stora mängder för laboratoriestudier. När dessa celler exponerades för nikotin utsöndrade de stora mängder exosomer. De exosomer som producerades var rika på proteinet serotransferrin, som reglerar järntransporten i blodet.

Potentiell koppling till neurodegenerativa sjukdomar

– Vi hittar markörer relaterade till neurodegeneration som ökar och som kan kopplas till flera kognitiva och demensrelaterade sjukdomar, säger medförfattaren Abhimanyu Thakur, tidigare vid UChicagos Pritzker School of Molecular Engineering och Ben May Department, numera vid Harvard Medical School.

Denna plötsliga frisättning av serotransferrin kan alltså signalera till kroppen – på ett felaktigt sätt – att ändra järnbalansen, vilket i sin tur kan skada neuronerna och bidra till neurodegenerativa sjukdomar.