Alzheimerova bolest: Kako rastu tau zaplete?
Novo istraživanje u Časopis za biološku kemiju razbija proces kroz koji tau zapleti rastu onoliko dugo koliko i oni. Nalazi mogu dovesti do novih terapija kojima je cilj stvaranje tau agregata kod Alzheimerove bolesti.
Jedno od obilježja Alzheimerove bolesti su takozvani tau klupci. Tau je protein koji se nalazi u aksonima živčanih stanica.
Preciznije, tau pomaže u stvaranju mikrotubula - bitnih struktura koje transportiraju hranjive sastojke unutar živčanih stanica.
U zdravom mozgu protein tau pomaže da ove mikrotubule ostanu ravne i jake. Ali u Alzheimerove bolesti tau se urušava u agregate koji se nazivaju zapetljavanjem. Kada se to dogodi, mikrotubule više ne mogu održavati transport hranjivih sastojaka i drugih esencijalnih tvari u živčanim stanicama, što na kraju dovodi do stanične smrti.
Koliko ovi tau zaplete mogu biti otrovni i štetni i koliko se mogu proširiti, ovisi o njihovoj duljini. Međutim, do sada znanstvenici nisu znali zašto su neki tau zaplete duži od drugih u Alzheimerovoj bolesti ili kako ti agregati uopće rastu toliko dugo.
Ali sada su znanstvenici s državnog sveučilišta Ohio u Columbusu osmislili matematički model koji im je pomogao objasniti koji biološki procesi leže iza stvaranja tau zapleta.
Novo istraživanje, koje su proveli Carol Huseby, Jeff Kuret i Ralf Bundschuh, objašnjava kako spletovi rastu i dosežu različite duljine.
Kako se tau fibrile izdužuju
Huseby i kolege započeli su s osnovnim modelom tau agregacije u dva koraka. Prvi korak sastoji se od dva tau proteina koji se polako vežu zajedno, a drugi korak uključuje dodatne molekule tau koji se vežu za dva proteina.
Istraživači su ovaj osnovni model proširili na dodatne načine ponašanja tau fibrila. Znanstvenici su prethodno opisali fibrile kao "raspletene spletke".
Izmijenjeni model predvidio je da će se protein tau razbiti na nekoliko kratkih vlakana. Međutim, istraživači su znali da pod mikroskopom tau spletovi otkrivaju dugačke, a ne kratke vlakana.
Dakle, pokušavajući objasniti nesklad između onoga što je model predvidio i mikroskopske stvarnosti, istraživači su se pitali spajaju li se kraće fibrile da bi stvorile duge fibrile, na sličan način kao i produženje kose.
Daljnji eksperimenti u kojima su znanstvenici tau fibrile označili fluorescentnim bojama otkrili su da su zaista duga vlakna sastavljena od kraćih, različito obojenih vlakana koje su se spajale na krajevima.
Prema saznanjima autora, ova otkrića prvi put pokazuju da tau fibrile mogu rasti u veličini dodavanjem više od samo jednog proteina odjednom. Umjesto toga, kraće fibrile mogu se pričvrstiti jedna za drugu, brže produljujući fibrilu.
Koautor studije Kuret objašnjava da otkrića mogu rasvijetliti kako se tau zapetljavanja - a implicitno i sama bolest - mogu proširiti iz jedne stanice u drugu. Jednom kad se duga vlakna "razbije na male dijelove, oni se mogu difuzno olakšati njihovo kretanje od stanice do stanice", kaže on.
Nadalje, kažu istraživači, nalazi pomažu u rasvjetljavanju kako tau fibrile mogu narasti na stotine nanometara. Također, takvo znanje može dovesti do nove klase lijekova, koja bi mogla zaustaviti tau iz agregiranja.
U budućnosti znanstvenici planiraju izmijeniti svoj model kako bi uzeli u obzir brojne nijanse koje čine protein tau tako složenim. Na primjer, ova serija eksperimenata koristila je samo jednu vrstu tau, ali postoji šest izoforma proteina. Također, kemijski procesi, poput fosforilacije, mogu dodatno promijeniti strukturu proteina.
