“dette sukker kommer ind i hippocampus, og det burde ikke være derinde,” sagde Robert Linhardt, professor i biokatalyse og metabolisk teknik ved Rensselaer Polytechnic Institute, og hovedforfatter af undersøgelsen. “Vi tror faktisk, at dette er at genoprette hukommelsen i hippocampus, og det forårsager hukommelsestab. Neurale kredsløb bliver forstyrret eller brudt eller forbundet på den forkerte måde.”
undersøgelsen er det seneste resultat af et seks-årigt partnerskab mellem Linhardt og Dr. Eric Schmidt, en ekspert på sepsis og adjunkt ved Institut for medicin ved University of Colorado Denver.
Sepsis er en systemisk infektion i kroppen. En tredjedel af patienterne indlagt på hospitaler med sepsis går i septisk chok. Af dem vil halvdelen dø. I en undersøgelse fra 2016, der blev offentliggjort i American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, udviklede et team, der omfattede Schmidt og Linhardt, en enkel, men nøjagtig test til bestemmelse af, om patienter i septisk chok ville komme sig eller dø.
testen bruger en urinprøve til at kontrollere koncentrationer af en type sukker-glycosaminoglycaner-der normalt belægger celler, der forer blodkar og andre overflader inde i kroppen. I septisk chok kaster kroppen fragmenter af disse sukkerarter, og holdet fandt ud af, at højere koncentrationer varsler døden. Testen bruges i kliniske omgivelser, og indsigten har hjulpet læger med at søge efter mere effektive terapier.
deres næste trin testede, om der findes en forbindelse mellem sukker og mental aldring forbundet med septisk chok. Forskning offentliggjort i februar-udgaven af Journal of Clinical Investigations viste, at fragmenter af sukkerheparansulfat krydsede blod-hjernebarrieren under septisk chok og kom ind i hippocampus, en region i hjernen, der er kritisk for hukommelse og kognitiv funktion. Bevis viste, at heparansulfat kan være bindende med hjerneafledt neurotrofisk faktor (BDNF), hvilket er kritisk for hippocampal langvarig potentiering, en proces, der er ansvarlig for rumlig hukommelsesdannelse. Forskerne fandt også, at tilstedeværelsen af et beriget heparansulfat i blodplasmaet hos septiske patienter ved indlæggelse på en intensivafdeling forudsagde kognitiv svækkelse opdaget 14 dage efter udskrivning.
for at være sikker ønskede forskerne at se heparansulfatet komme ind i hippocampus og binde med BDNF. Den nye undersøgelse i PNAS viser netop det. For at følge heparansulfat ind i hjernen i et hav af andre sukkerarter, der bevæger sig gennem blodbanen, måtte Linhardts team syntetisere heparansulfat mærket med en stabil carbonisotop, som i modsætning til mange andre mærkningsmetoder er helt sikker og var identisk med det naturlige sukker. Det tog dem to år at finde ud af, hvordan man gør det.
så sætter de deres hypotese på prøve. Hos raske mus blev 100 procent af den mærkede heparan sulfateret udskilt gennem urinen inden for 20 minutter, og ingen kom nogensinde ind i hjernen. Men i septiske mus fandt forskere en lille mængde mærket heparansulfat i hippocampusområdet i hjernen.
“nu hvor vi kender årsagen til kognitiv skade i septisk chok, giver det os et klart mål for en lægemiddelterapi: noget, der binder til sukkeret og rydder det, eller et ferment, der omdanner det til noget, der ikke vil forringe kognitiv funktion,” sagde Linhardt. “Dette er et vigtigt fremskridt, og vi er begejstrede for historien, der udfolder sig.”
