Šūnu skeleta sabrukums var izraisīt neirona nāvi Alcheimera slimībā
Kalifornijas universitātes Santa Barbaras zinātnieki ir atvēruši jaunas durvis, meklējot, kas notiek ar smadzeņu šūnu iznīcināšanu Alcheimera slimības un ar to saistīto demenci gadījumā.
“Ar demenci smadzeņu šūnas vai neironi, kas nepieciešami kognitīvajām prasmēm, vairs nedarbojas pareizi. Tad viņi pat vairs nav tur, jo viņi mirst. Tas noved pie demences; jūs zaudējat neironu kapacitāti, ”sacīja vecākais autors Stjuarts Feinšteins, Ph.D., UC Santabarbaras Neirozinātņu pētījumu institūta līdzdirektors.
Aptuveni 30 gadus Feinšteins ir pētījis olbaltumvielu, ko sauc par „tau”, izmantojot paraugu caurules bioķīmiju un dažādas kultivētas šūnas. Veselīgos apstākļos tau atrodams neironu garajos aksonos, kas savienojas ar mērķiem, parasti tālu no paša šūnas ķermeņa. Tau darbojas, lai stabilizētu mikrotubulus - vitāli svarīgu šūnu citoskeleta daļu un nepieciešamu daudziem neironu šūnu struktūras un funkcijas aspektiem.
Jau kādu laiku ir zināms, ka niecīgs peptīds ar nosaukumu amiloido beta ir saistīts ar neironu šūnu nāvi un Alcheimera slimību, lai gan precīzs tā darbības mehānisms joprojām nav zināms. Nesen ģenētiskie pierādījumi liecina, ka beta amiloidam nepieciešama tau, lai nogalinātu neironus; tomēr tas, ko tā nodara tau, ir bijis noslēpumains.
"Mēs zinām, ka amiloidā beta ir slikts puisis," sacīja Feinšteins. “Amiloidā beta izraisa slimības; amiloid beta izraisa Alcheimera slimību. Jautājums ir, kā tas to dara? ”
Viņš atzīmēja, ka lielākā daļa Alcheimera pētnieku teiktu, ka amiloidā beta dēļ tau kļūst patoloģiski un pārmērīgi fosforilēts. Tas liecinātu, ka tau proteīni ķīmiski modificēti neatbilstoši fosfātu grupām. "Daudzi no mūsu proteīniem fosforilējas," teica Feinšteins. "To var izdarīt pareizi vai nepareizi."
Feinšteins un viņa studenti vēlējās atrast precīzus iemeslus iespējamai patoloģiskai tau fosforilēšanai, lai labāk izprastu, kas notiek nepareizi. “Tas sniegtu norādes zāļu uzņēmumiem; viņiem būtu precīzāks mērķis, pie kura strādāt, ”sacīja Feinšteins. "Jo precīzāk viņi saprot mērķa bioķīmiju, jo farmācijas uzņēmums var labāk uzbrukt problēmai."
Feinšteins sacīja, ka komandas sākotnējā hipotēze, kas liek domāt, ka beta amiloidīds noved pie plašas patoloģiskas tau fosforilēšanas, nav patiesa. "Mums visiem patīk panākt, lai līknes bumba reizēm izmestu mums ceļu, vai ne?" teica Feinšteins. "Jums patīk redzēt kaut ko citu un negaidītu."
Komanda atklāja, ka, pievienojot amiloido beta neironu šūnām, tau šajās šūnās netika pārmērīgi fosforilēts, kā paredzēts. Tā vietā viņi novēroja pilnīgu tau sadrumstalotību vienas līdz divu stundu laikā pēc šūnu iedarbības uz amiloido beta. 24 stundu laikā šūnas tika iznīcinātas.
Feinšteins paskaidroja, ka tau ir vairāki darbi, taču tā saprotamākais uzdevums ir regulēt šūnu citoskeletu. Šūnām ir skelets līdzīgi kā cilvēkiem.
Viena būtiska atšķirība tomēr ir tā, ka cilvēka skeleti ļoti ātri nemaina formu, turpretī šūnas skelets pastāvīgi saīsinās, aug un kustas. Tai tas jādara, lai palīdzētu šūnai pildīt daudzas svarīgas funkcijas. Citoskelets ir īpaši svarīgs neironiem, jo tiem ir liels garums.
Feinšteins apgalvo, ka neironi mirst Alcheimera slimības dēļ, jo to citoskelets nedarbojas pareizi. "Ja jūs iznīcināt tau, kas ir svarīgs mikrotubulu regulators, var viegli redzēt, kā tas var izraisīt arī šūnu nāvi," teica Feinšteins.
"No vēža zālēm mēs zinām, ka, ja jūs ārstējat šūnas ar zālēm, kas izjauc citoskeletu, šūnas mirst," viņš teica. "Manuprāt, tas pats varētu notikt arī šeit."
Pētījums ir publicēts Bioloģiskās ķīmijas žurnāls.
Avots: Kalifornijas Universitāte
