Alzheimer: Cum perturba tau celulele creierului?
Oamenii de știință au găsit un mecanism necunoscut anterior în care proteina tau, care este implicată în boala Alzheimer, dăunează celulelor creierului prin interferența cu comunicațiile lor interne.
Descoperirea aruncă o nouă lumină asupra originii acestei cele mai frecvente cauze de demență, un semn distinctiv al acesteia fiind acumularea de filamente de proteine tau încurcate în creier.
Descoperirea ar putea duce, de asemenea, la noi tratamente pentru Alzheimer și alte boli care distrug progresiv țesutul cerebral, concluzionează cercetătorii într-o lucrare despre munca lor care apare acum în jurnal. Neuron.
Oamenii de știință de la Massachusetts General Hospital (MGH) din Charlestown și de la Școala de Medicină Johns Hopkins din Baltimore, MD, au condus studiul, care și-a propus să investigheze modul în care proteina tau ar putea contribui la deteriorarea celulelor creierului.
Boala Alzheimer nu dispare și se înrăutățește în timp. Este a șasea cea mai frecventă cauză de deces la adulți în Statele Unite, unde se estimează că 5,7 milioane de persoane suferă de boală.
Cauzele exacte ale Alzheimerului sunt încă necunoscute
Exact ceea ce cauzează Alzheimer și alte forme de demență este încă un mister pentru știință. Dovezile sugerează că este implicată o combinație de mediu, gene și stil de viață, cu factori diferiți având o influență diferită la diferite persoane.
Majoritatea cazurilor de Alzheimer nu prezintă simptome până când oamenii nu au peste 60 de ani. Riscul de apariție a bolii crește rapid odată cu vârsta după aceasta.
Studiile cerebrale ale persoanelor cu boală - împreună cu analizele post-mortem ale țesutului cerebral - au dezvăluit multe despre modul în care Alzheimer se schimbă și dăunează creierului.
„Modificările legate de vârstă” includ: inflamație; contracție în unele regiuni ale creierului; crearea de molecule instabile, de scurtă durată, cunoscute sub numele de radicali liberi; și întreruperea producției de energie celulară.
Creierul unei persoane cu boala Alzheimer are, de asemenea, două trăsături distinctive: plăci de proteină amiloidă care se formează între celule și încurcături de proteine tau care se formează în interiorul celulelor. Studiul recent se referă la acesta din urmă.
Modificări ale comportamentului tau
Celulele creierului sau neuronii au structuri interne cunoscute sub numele de microtubuli care susțin celula și funcția acesteia. Sunt componente celulare foarte active care ajută la transportarea substanțelor din corpul celulei către părțile care o conectează la alte celule.
În celulele cerebrale sănătoase, proteina tau „se leagă și stabilizează” microtubulii. Cu toate acestea, Tau se comportă diferit în boala Alzheimer.
Schimbările în chimia creierului fac ca moleculele de proteine tau să se îndepărteze de microtubuli și să se lipească una de cealaltă.
În cele din urmă, moleculele tau detașate formează filamente lungi sau încurcături neurofibrilare, care perturbă capacitatea celulei creierului de a comunica cu alte celule.
Noul studiu introduce posibilitatea ca, în boala Alzheimer, tau să perturbe încă un alt mecanism care implică comunicarea între nucleul celulei creierului și corpul acesteia.
Comunicarea cu nucleul celular
Nucleul celular comunică cu restul celulei folosind structuri numite pori nucleari, care cuprind mai mult de 400 de proteine diferite și controlează mișcarea moleculelor.
Studiile asupra cauzelor sclerozei laterale amiotrofice, frontotemporale și a altor tipuri de demență au sugerat că sunt implicate cumva defectele acestor pori nucleari.
Studiul recent relevă faptul că celulele animale și umane cu boala Alzheimer au pori nucleari defecți și că vina este legată de acumularea tau în celula creierului.
„În condiții de boală”, explică autorul studiului co-senior Bradley T. Hyman, directorul Unității Alzheimer de la MGH, „se pare că tau interacționează cu porul nuclear și își schimbă proprietățile”.
El și colegii săi au descoperit că prezența tau perturbă structura ordonată a porilor nucleari care conțin proteina structurală majoră Nup98. În celulele bolii Alzheimer, au existat mai puțini dintre acești pori și cei care erau acolo au avut tendința de a se lipi unul de celălalt.
Nup „Mislocalized” Nup98
De asemenea, au observat o altă schimbare curioasă care implică Nup98 în celulele creierului bolii Alzheimer. În celulele cu tau agregat, Nup98 a fost „localizat greșit” în loc să rămână în porul nuclear.
Au dezvăluit că această caracteristică era mai exagerată în țesutul cerebral al persoanelor care muriseră cu forme mai extreme de boală Alzheimer.
În cele din urmă, când au adăugat tau uman la culturile vii de celule cerebrale de rozătoare, cercetătorii au descoperit că aceasta a provocat localizarea greșită a Nup98 în corpul celular și a perturbat transportul moleculelor în nucleu.
Aceasta a fost o dovadă a unei „legături funcționale” între prezența proteinei tau și deteriorarea mecanismului de transport nuclear.
Autorii notează, totuși, că nu este clar dacă interacțiunea Nup98-tau descoperită în studiu apare doar din cauza bolii sau dacă este un mecanism normal care se comportă într-un mod extrem în condiții de boală.
Ei conchid:
Luate împreună, datele noastre oferă un mecanism neconvențional pentru neurodegenerarea indusă de tau.
