Альцгеймера: Як тау порушує клітини мозку?
Вчені виявили раніше невідомий механізм, при якому білок тау, причетний до хвороби Альцгеймера, пошкоджує клітини мозку, втручаючись у їх внутрішній зв’язок.
Відкриття проливає нове світло на походження цієї найпоширенішої причини деменції, відмітною ознакою якої є накопичення сплутаних ниток білка тау в мозку.
Результати також можуть призвести до нових методів лікування хвороби Альцгеймера та інших захворювань, які поступово руйнують мозкову тканину. Нейрон.
Вчені з Массачусетської загальної лікарні (MGH) в Чарльзтауні та Медичної школи Джонса Гопкінса в Балтіморі, штат Медіка, провели дослідження, метою якого було дослідити, як білок тау може сприяти пошкодженню клітин мозку.
Хвороба Альцгеймера не зникає і з часом загострюється. Це шоста найпоширеніша причина смерті серед дорослих у Сполучених Штатах, де, за оцінками, цим захворюванням страждає 5,7 мільйона людей.
Точні причини хвороби Альцгеймера досі невідомі
Що саме спричиняє хворобу Альцгеймера та інші форми деменції, досі залишається загадкою для науки. Докази свідчать про те, що задіяна комбінація довкілля, генів та способу життя, причому різні фактори мають різний вплив на різних людей.
У більшості випадків хвороби Альцгеймера симптоми не проявляються, поки люди не досягли 60-ти років і старше. Ризик захворіти хворобою швидко зростає з віком після цього.
Дослідження мозку людей із хворобою - разом із аналізом мозкової тканини після смерті - виявили багато про те, як хвороба Альцгеймера змінюється та шкодить мозку.
«Вікові зміни» включають: запалення; усадка в деяких областях мозку; створення нестабільних, короткочасних молекул, відомих як вільні радикали; і порушення виробництва клітинної енергії.
Мозок людини з хворобою Альцгеймера також має дві відмінні риси: бляшки амілоїдного білка, що утворюються між клітинами, і клубки білка тау, що утворюються всередині клітин. Нещодавнє дослідження стосується останнього.
Зміни в поведінці тау
Клітини мозку, або нейрони, мають внутрішні структури, відомі як мікротрубочки, які підтримують клітину та її функцію. Вони є високоактивними клітинними компонентами, які допомагають переносити речовини з тіла клітини до частин, що з’єднують його з іншими клітинами.
У здорових клітинах мозку білок тау, як правило, “зв’язується і стабілізує” мікротрубочки. Тау поводиться по-різному, однак, при хворобі Альцгеймера.
Зміни в хімії мозку змушують молекули білка тау відходити від мікротрубочок і натомість прилипати одна до одної.
Врешті-решт відокремлені молекули тау утворюють довгі нитки, або нейрофібрилярні клубки, які порушують здатність клітини мозку спілкуватися з іншими клітинами.
Нове дослідження представляє можливість того, що при хворобі Альцгеймера тау порушує ще один механізм, який передбачає зв'язок між ядром клітини мозку та його тілом.
Зв'язок з ядром клітини
Клітинне ядро взаємодіє з рештою клітини за допомогою структур, які називаються ядерними порами, які містять понад 400 різних білків і контролюють рух молекул.
Дослідження причин аміотрофічного бічного склерозу, лобно-скроневої та інших типів деменції показали, що недоліки цих ядерних пір так чи інакше пов'язані.
Нещодавнє дослідження показало, що клітини тварин і людини з хворобою Альцгеймера мають пошкоджені ядерні пори, і що помилка пов’язана з накопиченням тау в клітині мозку.
"В умовах захворювання, - пояснює співстарший автор дослідження Бредлі Т. Хайман, директор підрозділу Альцгеймера в MGH, - виявляється, що тау взаємодіє з ядерною порою і змінює свої властивості".
Він та його колеги виявили, що присутність тау порушує впорядковану структуру ядерних пор, що містять основний структурний білок Nup98. У клітинах хвороби Альцгеймера цих пор було менше, і ті, що були там, як правило, прилипали один до одного.
«Неправильно локалізований» Nup98
Вони також спостерігали ще одну цікаву зміну за участю Nup98 всередині клітин мозку хвороби Альцгеймера. У клітинах з агрегованим тау Nup98 був "неправильно локалізований" замість того, щоб залишатися в ядерній порі.
Вони виявили, що ця особливість більше перебільшена в тканинах мозку людей, які померли від більш екстремальних форм хвороби Альцгеймера.
Нарешті, коли вони додали людський тау до живих культур клітин мозку гризунів, дослідники виявили, що це спричинило неправильну локалізацію Nup98 в тілі клітини та порушило транспорт молекул у ядро.
Це було свідченням "функціонального зв'язку" між наявністю білка тау та пошкодженням механізму ядерного транспорту.
Однак автори відзначають, що незрозуміло, чи виявлена в дослідженні взаємодія Nup98-тау просто виникає через хворобу, чи це нормальний механізм, який поводиться вкрай в умовах захворювання.
Вони роблять висновок:
"У сукупності наші дані забезпечують нетрадиційний механізм нейродегенерації, спричиненої тау".
