Kolaps buněčné kostry může spustit smrt neuronů u Alzheimerovy choroby
Vědci z Kalifornské univerzity v Santa Barbaře otevřeli nové dveře v hledání toho, co se stane s ničením mozkových buněk při Alzheimerově chorobě a souvisejících demencích.
"U demence již mozkové buňky nebo neurony, které potřebujete pro kognitivní dovednosti, nepracují správně." Pak tam už ani nejsou, protože umírají. To vede k demenci; ztrácíte kapacitu neuronů, “řekl hlavní autor Stuart Feinstein, Ph.D., spoluautor výzkumného ústavu neurověd UC UC Santa Barbara.
Feinstein už asi 30 let studuje protein zvaný „tau“ pomocí biochemie zkumavek a různých kultivovaných buněk jako modelů. Za zdravých podmínek se tau nachází v dlouhých axonech neuronů, které se spojují s jejich cíli, obvykle daleko od samotného buněčného těla. Tau působí na stabilizaci mikrotubulů - důležitou součást buněčného cytoskeletu a nezbytnou pro mnoho aspektů struktury a funkce neuronových buněk.
Již nějakou dobu je známo, že malý peptid s názvem amyloid beta se účastní smrti neuronových buněk a Alzheimerovy choroby, ačkoli přesný mechanismus jeho fungování zůstal neznámý. Nedávno genetické důkazy ukázaly, že amyloid beta vyžaduje k zabíjení neuronů tau; to, co dělá s tau, však bylo záhadné.
"Víme, že beta amyloid je špatný člověk," řekl Feinstein. "Amyloid beta způsobuje onemocnění; amyloid beta způsobuje Alzheimerovu chorobu. Otázkou je, jak to dělá? “
Poznamenal, že většina výzkumníků Alzheimerovy choroby by řekla, že amyloid beta způsobuje abnormální a nadměrnou fosforylaci tau. To by naznačovalo, že tau proteiny jsou nevhodně chemicky modifikovány fosfátovými skupinami. "Mnoho našich proteinů je fosforylováno," řekl Feinstein. "Může to být provedeno správně nebo nesprávně."
Feinstein a jeho studenti chtěli najít přesné důvody pro předpokládanou abnormální fosforylaci tau, aby lépe porozuměli tomu, co se pokazí. "To by poskytlo vodítka farmaceutickým společnostem; budou mít přesnější cíl, na kterém budou pracovat, “řekl Feinstein. "Čím přesněji porozumí biochemii cíle, tím lepší útok může farmaceutická společnost na problém udělat."
Feinstein uvedl, že počáteční hypotéza týmu naznačující, že amyloid beta vede k rozsáhlé abnormální fosforylaci tau, se ukázala jako nepravdivá. "Všichni jsme rádi, když se nám jednou za čas hodí míč, ne?" řekl Feinstein. "Rád vidíš něco jiného a nečekaného."
Tým zjistil, že když přidali amyloid beta k neuronovým buňkám, tau v těchto buňkách nebyl ohromně fosforylován, jak bylo předpovězeno. Místo toho pozorovali úplnou fragmentaci tau během jedné až dvou hodin po vystavení buněk amyloidu beta. Během 24 hodin byly buňky zničeny.
Feinstein vysvětlil, že tau má více úloh, ale nejpochopenější úlohou je regulovat buněčný cytoskelet. Buňky mají kostru podobně jako lidé kostru.
Jedním z hlavních rozdílů však je, že lidské kostry nemění tvar velmi rychle, zatímco kostra buňky se neustále zkracuje, roste a pohybuje se. Musí to udělat, aby buňce pomohla plnit mnoho ze svých důležitých funkcí. Cytoskelet je obzvláště důležitý pro neurony kvůli jejich velké délce.
Feinstein tvrdí, že neurony umírají na Alzheimerovu chorobu, protože jejich cytoskelet nefunguje správně. "Pokud zničíte tau, který je důležitým regulátorem mikrotubulů, snadno zjistíte, jak by to také mohlo způsobit smrt buněk," řekl Feinstein.
"Z léků na rakovinu víme, že pokud ošetřujete buňky léky, které narušují cytoskelet, buňky zemřou," řekl. "Podle mého názoru se tu může stát totéž."
Studie je publikována v online verzi The Journal of Biological Chemistry.
Zdroj: Kalifornská univerzita
