Alzheimerjeva bolezen: kako tau moti možganske celice?
Znanstveniki so odkrili doslej neznan mehanizem, pri katerem protein tau, ki je vpleten v Alzheimerjevo bolezen, poškoduje možganske celice z motenjem njihove notranje komunikacije.
Odkritje osvetli izvor tega najpogostejšega vzroka demence, katerega značilnost je kopičenje zamotanih filamentov tau beljakovin v možganih.
Ugotovitev bi lahko pripeljala tudi do novih načinov zdravljenja Alzheimerjeve bolezni in drugih bolezni, ki postopoma uničujejo možgansko tkivo, zaključujejo raziskovalci v prispevku o svojem delu, ki je zdaj objavljeno v reviji Nevron.
Znanstveniki iz splošne bolnišnice Massachusetts (MGH) v Charlestownu in Medicinske fakultete Johns Hopkins v Baltimoru, MD, so vodili študijo, ki naj bi raziskala, kako beljakovine tau lahko prispevajo k poškodbam možganskih celic.
Alzheimerjeva bolezen ne mine in se sčasoma poslabša. To je šesti najpogostejši vzrok smrti pri odraslih v ZDA, kjer ima približno 5,7 milijona ljudi bolezen.
Natančni vzroki za Alzheimerjevo bolezen še vedno niso znani
Kaj točno povzroča Alzheimerjevo in druge oblike demence, je za znanost še vedno skrivnost. Dokazi kažejo, da gre za kombinacijo okolja, genov in življenjskega sloga, pri čemer imajo različni dejavniki različen vpliv na različne ljudi.
Večina primerov Alzheimerjeve bolezni ne kaže simptomov, dokler ljudje niso stari 60 let in več. Tveganje za nastanek bolezni hitro narašča s starostjo po tem.
Študije možganov ljudi z boleznijo - skupaj s postmortem analizami možganskega tkiva - so razkrile veliko o tem, kako se Alzheimerjeva bolezen spreminja in škoduje možganom.
"Starostne spremembe" vključujejo: vnetje; krčenje v nekaterih možganskih regijah; ustvarjanje nestabilnih, kratkotrajnih molekul, znanih kot prosti radikali; in motnje v proizvodnji celične energije.
Možgani osebe z Alzheimerjevo boleznijo imajo tudi dve značilnosti: plaki amiloidnih beljakovin, ki nastanejo med celicami, in zapleti beljakovin tau, ki nastanejo znotraj celic. Nedavna študija se nanaša na slednje.
Spremembe vedenja tau
Možganske celice ali nevroni imajo notranje strukture, znane kot mikrotubule, ki podpirajo celico in njeno delovanje. So zelo aktivne celične komponente, ki pomagajo pri prenašanju snovi iz telesa celice do delov, ki jo povezujejo z drugimi celicami.
V zdravih možganskih celicah se beljakovine tau običajno "vežejo in stabilizirajo" mikrotubule. Tau pa se pri Alzheimerjevi bolezni obnaša drugače.
Zaradi sprememb v kemiji možganov se beljakovinske molekule tau oddaljujejo od mikrotubulov in se namesto tega držijo druga druge.
Sčasoma ločene molekule tau tvorijo dolge filamente ali nevrofibrilarne zaplete, ki motijo sposobnost komunikacije možganske celice z drugimi celicami.
Nova študija uvaja možnost, da pri Alzheimerjevi bolezni tau poruši še en mehanizem, ki vključuje komunikacijo med jedrom možganske celice in njenim telesom.
Komunikacija s celičnim jedrom
Jedro celice komunicira s preostalo celico s pomočjo struktur, imenovanih jedrske pore, ki obsegajo več kot 400 različnih beljakovin in nadzorujejo gibanje molekul.
Študije o vzrokih amiotrofične lateralne skleroze, frontotemporalne in drugih vrst demence kažejo, da so pomanjkljivosti v teh jedrskih poreh nekako povezane.
Nedavna študija razkriva, da imajo živalske in človeške celice z Alzheimerjevo boleznijo napačne jedrske pore in da je napaka povezana s kopičenjem tau v možganskih celicah.
"V razmerah bolezni," razlaga sodelujoči avtor študije Bradley T. Hyman, direktor oddelka za Alzheimerjevo bolezen pri MGH, "se zdi, da tau sodeluje z jedrsko pore in spreminja njene lastnosti."
S sodelavci je odkril, da prisotnost tauja moti urejeno strukturo jedrskih por, ki vsebujejo glavni strukturni protein Nup98. V celicah Alzheimerjeve bolezni je bilo teh por manj in tiste, ki so bile tam, so se običajno nalepile druga na drugo.
‘Mislocalized’ Nup98
Opazili so tudi še eno nenavadno spremembo Nup98 v možganskih celicah Alzheimerjeve bolezni. V celicah z agregiranim tau je bil Nup98 "napačno lokaliziran", namesto da bi ostal v jedrnih porah.
Razkrili so, da je bila ta značilnost bolj pretirana v možganskem tkivu ljudi, ki so umrli zaradi bolj skrajnih oblik Alzheimerjeve bolezni.
Ko so raziskovalci dodali človeški tau v žive kulture možganskih celic glodalcev, so raziskovalci ugotovili, da povzroča napačno lokalizacijo Nup98 v telesu celice in moti transport molekul v jedro.
To je bil dokaz "funkcionalne povezave" med prisotnostjo beljakovin tau in poškodbami mehanizma jedrskega transporta.
Avtorji pa ugotavljajo, da ni jasno, ali se interakcija Nup98-tau, ki jo odkrijemo v študiji, zgodi le zaradi bolezni ali pa gre za običajen mehanizem, ki se ekstremno obnaša v pogojih bolezni.
Sklepajo:
"Naši podatki skupaj zagotavljajo nekonvencionalen mehanizem za nevrodegeneracijo, ki jo povzroča tau."
