Alzheimerjeva bolezen: kako rastejo zapleti tau?
Nove raziskave v Časopis za biološko kemijo razbije postopek, skozi katerega tau zapleti rastejo tako dolgo, kot rastejo. Ugotovitve lahko privedejo do novih terapij, katerih cilj je tvorba tau agregatov pri Alzheimerjevi bolezni.
Eden od značilnosti Alzheimerjeve bolezni so tako imenovani tau zapleti. Tau je beljakovina, ki jo vsebujejo aksoni živčnih celic.
Natančneje, tau pomaga oblikovati mikrotubule - bistvene strukture, ki prenašajo hranila znotraj živčnih celic.
V zdravih možganih beljakovina tau pomaga, da te mikrotubule ostanejo ravne in močne. Toda pri Alzheimerjevi bolezni tau propade v agregate, imenovane zapleti. Ko se to zgodi, mikrotubule ne morejo več vzdrževati prenosa hranil in drugih bistvenih snovi v živčnih celicah, kar sčasoma povzroči smrt celic.
Kako strupeni in škodljivi so ti zapleti tau in kako daleč se lahko razširijo, je odvisno od njihove dolžine. Vendar do zdaj znanstveniki niso vedeli, zakaj so nekateri tau zapleti daljši od drugih pri Alzheimerjevi bolezni ali kako ti agregati sploh rastejo tako dolgo.
Zdaj pa so znanstveniki z univerze Ohio State University v Columbusu oblikovali matematični model, ki jim je pomagal razložiti, kateri biološki procesi se skrivajo za tvorbo tau zapletov.
Nova raziskava, ki so jo izvedli Carol Huseby, Jeff Kuret in Ralf Bundschuh, pojasnjuje, kako zapleti rastejo in dosegajo različne dolžine.
Kako se tau fibrile podaljšajo
Huseby in sodelavci so začeli z osnovnim dvostopenjskim modelom združevanja tau. Prvi korak je sestavljen iz dveh tau proteinov, ki se počasi vežeta skupaj, drugi korak pa vključuje dodatne molekule tau, ki se pritrdita na oba proteina.
Raziskovalci so ta osnovni model razširili na dodatne načine vedenja tau fibril. Znanstveniki so fibrile že opisali kot "zapletene zaplete".
Spremenjeni model je napovedal, da se bo protein tau razgradil na več kratkih fibrilov. Vendar pa so raziskovalci vedeli, da pod mikroskopom tau zapleti razkrivajo dolge, ne kratke fibrile.
V poskusu, da bi razložili neskladje med napovedjo modela in mikroskopsko resničnostjo, so se raziskovalci spraševali, ali se krajše fibrile združujejo in tvorijo dolge fibrile, na podoben način kot podaljšanje las.
Nadaljnji poskusi, v katerih so znanstveniki tau fibrile označili s fluorescentnimi barvami, so razkrili, da so bile dolge fibrile res sestavljene iz krajših, različno obarvanih fibril, ki so se spajale na koncih.
Avtorji vedo, da te ugotovitve prvič kažejo, da lahko tau fibrile narastejo tako, da hkrati dodajo več kot le en protein. Namesto tega se lahko krajše fibrile med seboj pritrdijo in fibrilo hitreje podaljšajo.
Soavtor študije Kuret pojasnjuje, da lahko ugotovitve osvetlijo, kako se tau zapleti - in implicitno tudi sama bolezen - lahko širijo iz ene celice v drugo. Ko je dolga fibrila "razdeljena na majhne koščke, se ti lahko razpršijo in olajšajo njihovo gibanje od celice do celice," pravi.
Poleg tega, pravijo raziskovalci, ugotovitve pomagajo razjasniti, kako lahko tau fibrile zrastejo na stotine nanometrov. Takšno znanje lahko privede tudi do novega razreda zdravil, ki lahko prepreči, da bi se tau kopičil.
V prihodnosti znanstveniki načrtujejo spremembo svojega modela, da bi upoštevali številne odtenke, zaradi katerih je beljakovina tau tako zapletena. Na primer, v tej seriji poskusov je bila uporabljena samo ena vrsta tau, vendar obstaja šest izooblik beljakovin. Tudi kemični procesi, kot je fosforilacija, lahko dodatno spremenijo strukturo beljakovin.
