Alzheimerjeva bolezen: celični mehanizem odstranjuje pomanjkljive beljakovine
Nabiranje pomanjkljivih beljakovin tau je pomembna značilnost nevrodegenerativnih bolezni, kot je Alzheimerjeva bolezen. Napačne beljakovine tvorijo zaplete, ki motijo delovanje možganov in ubijajo živčne celice ali nevrone.
Zdaj so znanstveniki identificirali molekulo, ki igra ključno vlogo pri preprečevanju kopičenja toksičnih beljakovin tau v možganih.
Molekula, ki ima ime vakuolarni protein sortiranje 35 (VPS35), identificira in odstrani napačne tau beljakovine iz nevronov.
Z uporabo človeških celic so raziskovalci z Medicinske fakultete Lewis Katz (LKSOM) na Univerzi Temple v Filadelfiji, PA, pokazali, da lahko nadzirajo kopičenje tau s spreminjanjem ravni VPS35.
Ugotovitve opisujejo v a Molekularna psihiatrija študijski prispevek.
"Večji del tega, kar počne VPS35," pravi starejši avtor študije prof. Domenico Praticò, direktor LKSOM-ovega centra za Alzheimerjevo bolezen v templju, "je razvrščanje in transport disfunkcionalnih beljakovin na mesta razgradnje."
Raziskovalec in njegovi kolegi so tudi ugotovili, da je učinek VPS35 na tau odvisen od aktivnosti katepsina D, encima, ki razgrajuje beljakovine v celicah.
Nevroni, občutljivi na pomanjkljive beljakovine
Za delovanje celic je potrebno pravilno zlaganje proteinov. Če se zložijo nepravilno, ne delujejo pravilno in lahko motijo vitalne procese. Za zaščito pred tem imajo celice mehanizme za odstranjevanje pomanjkljivih beljakovin.
Kljub temu pride do kopičenja napačnih beljakovin. Nevroni so zaradi svoje edinstvene biologije še posebej občutljivi na napačno zložene beljakovinske obloge. Ta ranljivost bi lahko pojasnila, zakaj se kopičenje beljakovin z napako pogosto pojavlja pri nevrodegenerativnih boleznih.
Tau je ena najpogostejših beljakovin, ki tvori strupene usedline v možganih. Znanstveniki temu stanju pravijo tauopatija.
Prejšnje študije so že poudarile, da se težave z VPS35 pojavljajo pri Alzheimerjevi bolezni. Te študije so tudi pokazale, da imajo ljudje z Alzheimerjevo boleznijo manj VPS35 v možganih.
Do nedavne raziskave pa ni bilo jasno, kako je VPS35 povezan s kopičenjem tau.
Profesor Praticò pravi, da sta se skupaj s svojo ekipo odločila, ali ima VPS35 vlogo pri odstranjevanju poškodovanega tauja v celicah.
Znižanje VPS35 poveča tau usedline
Za svojo študijo je skupina uporabila možgansko tkivo ljudi s progresivno nadjedrsko paralizo (PSP) ali Picksovo boleznijo. Ti dve pogoji so se odločili, ker njihove strupene beljakovinske usedline prihajajo samo iz okvarjenega tau.
V nasprotju s tem možgani ljudi z Alzheimerjevo boleznijo nabirajo depozite dveh okvarjenih beljakovin: beta-amiloida in tau.
Raziskovalci so ugotovili, da je bila raven VPS35 v vzorcih PSP in Picks za 50% nižja kot v možganskem tkivu ljudi, ki niso imeli nevrodegenerativne bolezni.
V poskusih na gojenih človeških celicah so ugotovili, da lahko neposredno nadzirajo količino nakopičenih tau s spreminjanjem ravni VPS35. Poleg tega so ugotovili, da je učinek odvisen od aktivnosti katepsina D.
To je prva študija, ki kaže, da ima VPS35 vlogo pri taupatiji.
Sinaptična povezljivost zmanjšana za 40-50%
Nato je ekipa pri miših spremenila nivo VPS35 z nabiranjem tau v možganih. Pokazali so, da je zmanjšanje VPS35 poslabšalo spomin in učne sposobnosti živali ter oslabilo nadzor gibanja.
Ko so raziskovalci pregledali možganska tkiva živali, so ugotovili, da je znižanje VPS35 porušilo sinapse v nevronih in znatno poslabšalo njihovo sposobnost komunikacije.
Živali so zaradi znižanja VPS35 izgubile približno 40-50% svoje "sinaptične povezanosti".
Skupina predlaga, da bi bilo mogoče razviti zdravilo, ki obnavlja funkcijo VPS35 pri nevrodegenerativnih boleznih. To možnost že načrtujejo raziskati.
Prof. Praticò meni, da bi bilo usmerjanje na mehanizem namesto na encim lahko bolj izvedljiv pristop.
"Ko se tau zadržuje v celicah, je zelo slabo za sinapse, kraje, kjer se nevroni srečujejo in si izmenjujejo signale."
Prof. Domenico Praticò
