Alzheimerova choroba: Ako tau narúša mozgové bunky?
Vedci našli doteraz neznámy mechanizmus, pri ktorom proteín tau, ktorý sa podieľa na Alzheimerovej chorobe, poškodzuje mozgové bunky interferenciou s ich vnútornou komunikáciou.
Objav vrhá nové svetlo na pôvod tejto najbežnejšej príčiny demencie, ktorej charakteristickým znakom je nahromadenie zamotaných vlákien tau proteínu v mozgu.
Zistenie by tiež mohlo viesť k novej liečbe Alzheimerovej choroby a ďalších chorôb, ktoré postupne ničia mozgové tkanivá, uzatvárajú vedci v príspevku o svojej práci, ktorá je teraz uvedená v časopise Neurón.
Vedci z Massachusetts General Hospital (MGH) v Charlestowne a Lekárskej fakulty Johna Hopkinsa v Baltimore (USA) viedli štúdiu, ktorej cieľom bolo preskúmať, ako môže tau proteín prispieť k poškodeniu mozgových buniek.
Alzheimerova choroba neustupuje a časom sa zhoršuje. Je to šiesta najbežnejšia príčina smrti u dospelých v Spojených štátoch, kde má túto chorobu odhadom 5,7 milióna ľudí.
Presné príčiny Alzheimerovej choroby sú stále neznáme
Čo presne spôsobuje Alzheimerovu chorobu a iné formy demencie, je pre vedu stále záhadou. Dôkazy naznačujú, že ide o kombináciu prostredia, génov a životného štýlu, pričom rôzne faktory majú rôznu mieru vplyvu na rôznych ľudí.
Väčšina prípadov Alzheimerovej choroby neprejavuje príznaky, kým nedosiahnu vek 60 rokov. Riziko vzniku ochorenia potom s vekom rýchlo stúpa.
Štúdie mozgu ľudí s týmto ochorením - spolu s posmrtnými analýzami mozgového tkaniva - odhalili veľa o tom, ako Alzheimerova choroba mení a poškodzuje mozog.
Medzi „zmeny súvisiace s vekom“ patria: zápal; zmenšenie v niektorých mozgových oblastiach; tvorba nestabilných, krátkodobých molekúl známych ako voľné radikály; a narušenie výroby bunkovej energie.
Mozog osoby s Alzheimerovou chorobou má tiež dva charakteristické znaky: plaky amyloidového proteínu, ktorý sa vytvára medzi bunkami, a spleť tau proteínu, ktoré sa tvoria vo vnútri buniek. Nedávna štúdia sa týka druhej.
Zmeny v správaní tau
Mozgové bunky alebo neuróny majú vnútorné štruktúry známe ako mikrotubuly, ktoré podporujú bunku a jej funkciu. Sú to vysoko aktívne bunkové zložky, ktoré pomáhajú prenášať látky z tela bunky do častí, ktoré ju spájajú s inými bunkami.
V zdravých mozgových bunkách sa tau proteín bežne „viaže a stabilizuje“ mikrotubuly. Tau sa však pri Alzheimerovej chorobe správa inak.
Vďaka zmenám v mozgovej chémii molekuly tau proteínu odchádzajú z mikrotubulov a namiesto toho sa navzájom lepia.
Oddelené molekuly tau nakoniec vytvoria dlhé vlákna alebo neurofibrilárne spletence, ktoré narúšajú schopnosť mozgových buniek komunikovať s inými bunkami.
Nová štúdia zavádza možnosť, že pri Alzheimerovej chorobe tau naruší ešte ďalší mechanizmus, ktorý zahŕňa komunikáciu medzi jadrom mozgovej bunky a jej telom.
Komunikácia s jadrom bunky
Bunkové jadro komunikuje so zvyškom bunky pomocou štruktúr nazývaných jadrové póry, ktoré obsahujú viac ako 400 rôznych proteínov a riadia pohyb molekúl.
Štúdie o príčinách amyotrofickej laterálnej sklerózy, frontotemporálnej a iných typov demencie naznačujú, že chyby v týchto jadrových póroch sú nejakým spôsobom zapojené.
Nedávna štúdia odhalila, že zvieracie a ľudské bunky s Alzheimerovou chorobou majú chybné jadrové póry a že chyba súvisí s hromadením tau v mozgovej bunke.
„Za chorobných podmienok,“ vysvetľuje spoluautor štúdie Bradley T. Hyman, riaditeľ Alzheimerovej jednotky v spoločnosti MGH, „sa zdá, že tau interaguje s jadrovými pórmi a mení ich vlastnosti.“
Spolu s kolegami zistili, že prítomnosť tau narúša usporiadanú štruktúru jadrových pórov obsahujúcich hlavný štruktúrny proteín Nup98. V bunkách Alzheimerovej choroby bolo menej týchto pórov a tie, ktoré tam boli, mali tendenciu byť navzájom prilepené.
„Mislocalized“ Nup98
Pozorovali tiež ďalšiu kurióznu zmenu týkajúcu sa Nup98 v mozgových bunkách Alzheimerovej choroby. V bunkách s agregovaným tau bol Nup98 „nesprávne lokalizovaný“ namiesto pobytu v jadrových póroch.
Odhalili, že táto vlastnosť bola v mozgovom tkanive ľudí, ktorí zomreli na extrémnejšie formy Alzheimerovej choroby, prehnanejšia.
Nakoniec, keď do živých kultúr mozgových buniek hlodavcov pridali ľudský tau, vedci zistili, že to spôsobilo nesprávnu lokalizáciu Nup98 v tele bunky a narušilo transport molekúl do jadra.
To bol dôkaz „funkčného spojenia“ medzi prítomnosťou proteínu tau a poškodením mechanizmu jadrového transportu.
Autori však poznamenávajú, že nie je jasné, či interakcia Nup98-tau odhalená v štúdii nastáva iba kvôli chorobe, alebo či sa jedná o normálny mechanizmus, ktorý sa za chorobných podmienok správa extrémnym spôsobom.
Dospievajú k záveru:
"Celkovo naše údaje poskytujú nekonvenčný mechanizmus pre neurodegeneráciu indukovanú tau."
