Alzheimerova choroba: Ako rastú spletence tau?
Nový výskum v Journal of Biological Chemistry rozkladá proces, prostredníctvom ktorého rastú tau spleti, pokiaľ rastú. Zistenia môžu viesť k novým terapiám zameraným na tvorbu agregátov tau pri Alzheimerovej chorobe.
Jedným z charakteristických znakov Alzheimerovej choroby sú takzvané tau motanice. Tau je bielkovina obsiahnutá v axónoch nervových buniek.
Konkrétnejšie, tau pomáha formovať mikrotubuly - základné štruktúry, ktoré transportujú živiny v nervových bunkách.
V zdravom mozgu pomáha tau proteín týmto mikrotubulom zostať rovné a silné. Ale pri Alzheimerovej chorobe sa tau zrúti do agregátov nazývaných spleť. Keď sa to stane, mikrotubuly už nemôžu udržiavať transport výživných látok a iných základných látok v nervových bunkách, čo nakoniec vedie k bunkovej smrti.
Aké toxické a škodlivé môžu byť tieto spletené zväzky a ako ďaleko sa môžu šíriť, závisí od ich dĺžky. Vedci však doteraz nevedeli, prečo sú niektoré spletence tau dlhšie ako iné v Alzheimerovej chorobe, alebo ako vôbec na prvom mieste rastú tieto agregáty.
Teraz však vedci z Ohio State University v Columbuse vymysleli matematický model, ktorý im pomohol vysvetliť, aké biologické procesy sa skrývajú za vznikom spleti tau.
Nový výskum, ktorý uskutočnili Carol Huseby, Jeff Kuret a Ralf Bundschuh, vysvetľuje, ako spletence rastú a dosahujú rôzne dlhé dĺžky.
Ako sa tau vlákna predlžujú
Huseby a kolegovia začali so základným dvojstupňovým modelom agregácie tau. Prvý krok pozostáva z dvoch tau proteínov, ktoré sa pomaly viažu k sebe, a druhý krok zahŕňa ďalšie molekuly tau, ktoré sa pripájajú k týmto dvom proteínom.
Vedci rozšírili tento základný model o ďalšie spôsoby, ako sa správajú tau fibrily. Vedci predtým opísali fibrily ako „zamotané spletence“.
Upravený model predpovedal, že tau proteín sa rozpadne na niekoľko krátkych fibríl. Vedci však vedeli, že pod mikroskopom tau spleť odhaľuje dlhé, nie krátke vlákna.
V snahe vysvetliť rozpor medzi tým, čo model predpovedal, a mikroskopickou realitou, sa vedci pýtali, či sa kratšie fibrily spojili a vytvorili dlhé fibrily, podobne ako predlžovanie vlasov.
Ďalšie experimenty, v ktorých vedci označili tau fibrily fluorescenčnými farbami, odhalili, že skutočne dlhé fibrily boli tvorené kratšími, inak sfarbenými fibrilami, ktoré sa spojili na koncoch.
Podľa poznatkov autorov tieto zistenia po prvýkrát ukazujú, že veľkosť tau fibríl môže rásť pridaním viac než len jedného proteínu súčasne. Kratšie fibrily sa môžu skôr navzájom prichytiť, čím sa fibril predĺži rýchlejšie.
Spoluautor štúdie Kuret vysvetľuje, že zistenia môžu objasniť, ako sa môžu spleť tau - a implicitne samotná choroba - šíriť z jednej bunky do druhej. Akonáhle je dlhá vláknina „rozbitá na malé kúsky, tieto môžu difundovať a uľahčiť ich pohyb z bunky do bunky,“ hovorí.
Ďalej výskumníci tvrdia, že zistenia pomáhajú objasniť, ako môžu tau-fibrily dorásť až stovky nanometrov. Takéto znalosti tiež môžu viesť k novej triede liekov, ktorá by mohla zabrániť agregácii tau.
Vedci plánujú v budúcnosti upraviť svoj model, aby zohľadnili množstvo odtieňov, vďaka ktorým je proteín tau taký zložitý. Napríklad táto séria experimentov používala iba jeden typ tau, ale existuje šesť izoforiem proteínu. Chemické procesy, ako napríklad fosforylácia, môžu ďalej zmeniť štruktúru proteínu.
