Alzheimer: Cum cresc încurcăturile tau?
Noi cercetări în Jurnalul de chimie biologică descompune procesul prin care încurcăturile tau cresc atâta timp cât cresc. Descoperirile pot duce la noi terapii care vizează formarea de agregate tau în boala Alzheimer.
Una dintre caracteristicile bolii Alzheimer este așa-numitele încurcături tau. Tau este o proteină conținută în axonii celulelor nervoase.
Mai precis, tau ajută la formarea microtubulilor - structuri esențiale care transportă nutrienții în celulele nervoase.
Într-un creier sănătos, proteina tau ajută acești microtubuli să rămână drepți și puternici. Dar în Alzheimer, tau se prăbușește în agregate numite încurcături. Când se întâmplă acest lucru, microtubulii nu mai pot susține transportul nutrienților și altor substanțe esențiale în celulele nervoase, ceea ce duce în cele din urmă la moartea celulelor.
Cât de toxice și dăunătoare pot fi aceste încurcături tau și cât de departe se pot răspândi, depinde de lungimea lor. Cu toate acestea, până acum, oamenii de știință nu știau de ce unele încurcături tau sunt mai lungi decât altele în Alzheimer sau cum cresc aceste agregate atât de mult, în primul rând.
Dar acum, oamenii de știință de la Universitatea de Stat din Ohio din Columb au conceput un model matematic care i-a ajutat să explice ce procese biologice se află în spatele formării încurcăturilor tau.
Noua cercetare, realizată de Carol Huseby, Jeff Kuret și Ralf Bundschuh, explică modul în care încurcăturile cresc și ating diferite lungimi.
Cum se alungesc fibrele tau
Huseby și colegii au început cu un model de bază în doi pași de agregare tau. Pasul unu constă din două proteine tau care se leagă încet, iar pasul doi implică molecule tau suplimentare care se atașează de cele două proteine.
Cercetătorii au extins acest model de bază pentru a include modalități suplimentare în care se comportă fibrilele tau. Oamenii de știință au descris anterior fibrilele drept „încurcăturile desfăcute”.
Modelul modificat a prezis că proteina tau se va descompune în mai multe fibrile scurte. Cu toate acestea, cercetătorii știau că la microscop, încurcăturile tau dezvăluie fibrile lungi, nu scurte.
Deci, în încercarea de a explica discrepanța dintre ceea ce a prezis modelul și realitatea microscopică, cercetătorii s-au întrebat dacă fibrilele mai scurte s-au unit pentru a forma fibrile lungi, într-un mod similar cu extensiile de păr.
Experimente suplimentare în care oamenii de știință au etichetat fibrilele tau cu culori fluorescente au arătat că fibrilele lungi erau formate din fibrile mai scurte, de culoare diferită, care se uniseră la capete.
Din cunoștințele autorilor, aceste descoperiri arată pentru prima dată că fibrilele tau pot crește în mărime prin adăugarea a mai mult decât o singură proteină la un moment dat. Mai degrabă, fibrilele mai scurte se pot atașa una la cealaltă, alungind mai repede o fibrilă.
Co-autorul studiului, Kuret, explică faptul că descoperirile pot arunca o lumină asupra modului în care încurcăturile tau - și implicit boala în sine - se pot răspândi de la o celulă la alta. Odată ce o fibrilă lungă este „împărțită în bucăți mici, acestea se pot difuza, facilitând mișcarea lor de la celulă la celulă”, spune el.
Mai mult, spun cercetătorii, descoperirile ajută la elucidarea modului în care fibrilele tau pot crește până la sute de nanometri. De asemenea, astfel de cunoștințe pot duce la o nouă clasă de medicamente, care ar putea împiedica agregarea tau.
În viitor, oamenii de știință intenționează să își modifice modelul pentru a explica numeroasele nuanțe care fac proteina tau atât de complexă. De exemplu, această serie de experimente a folosit doar un tip de tau, dar există șase izoforme ale proteinei. De asemenea, procesele chimice, cum ar fi fosforilarea, pot schimba în continuare structura proteinei.
