Колапс на клетъчния скелет може да предизвика невронова смърт при Алцхаймер
Учени от Калифорнийския университет в Санта Барбара отвориха нови врати в търсене на това, което се случва с мозъчните клетки, унищожени при болестта на Алцхаймер и свързаните с тях деменции.
„При деменция мозъчните клетки или невроните, които са ви необходими за когнитивни умения, вече не работят правилно. След това вече не са там, защото умират. Това е, което води до деменция; губите невронален капацитет “, каза старшият автор Стюарт Файнщайн, доктор по медицина, съдиректор на Неврологичния изследователски институт на Санта Барбара.
От около 30 години Файнщайн изучава протеина, наречен „тау“, като използва биохимия на епруветката и разнообразни култивирани клетки като модели. При здрави условия тау се намира в дългите аксони на невроните, които се свързват с техните цели, обикновено далеч от самото клетъчно тяло. Tau действа за стабилизиране на микротубулите - жизненоважна част от клетъчния цитоскелет и необходима за много аспекти на структурата и функцията на невронните клетки.
От известно време е известно, че мъничък пептид, наречен амилоид бета, участва в смъртта на невроналните клетки и болестта на Алцхаймер, въпреки че точният механизъм за това как действа остава неизвестен. Наскоро генетичните доказателства показват, че амилоид бета изисква тау, за да убива невроните; обаче това, което прави с тау, е загадъчно.
„Знаем, че амилоидната бета е лош човек“, каза Файнщайн. „Амилоидът бета причинява заболяване; амилоид бета причинява болестта на Алцхаймер. Въпросът е как го прави? “
Той отбеляза, че повечето изследователи на Алцхаймер биха казали, че амилоид бета причинява тау да стане необичайно и прекомерно фосфорилиран. Това предполага, че тау протеините се получават неподходящо химически модифицирани с фосфатни групи. „Много от нашите протеини се фосфорилират“, каза Файнщайн. „Може да се направи правилно или неправилно.“
Файнщайн и неговите ученици искаха да намерят точните причини за предполагаемото ненормално фосфорилиране на тау, за да получат по-добро разбиране за това какво се обърква. „Това би дало улики за фармацевтичните компании; те ще имат по-точна цел, върху която да работят “, каза Файнщайн. „Колкото по-точно разбират биохимията на целта, толкова по-добра атака може да направи фармацевтичната компания по даден проблем.“
Файнщайн каза, че първоначалната хипотеза на екипа, предполагаща, че амилоидът бета води до екстензивно тау фосфорилиране, се оказва невярна. „Всички обичаме да ни хвърлят крива от време на време, нали?“ - каза Файнщайн. „Обичате да виждате нещо различно и неочаквано.“
Екипът откри, че когато добавят амилоид бета към невронните клетки, тау в тези клетки не се фосфорилира преобладаващо, както се прогнозира. Вместо това те наблюдават пълна фрагментация на тау в рамките на един до два часа след излагането на клетките на амилоид бета. В рамките на 24 часа клетките бяха унищожени.
Файнщайн обясни, че тау има няколко работни места, но най-разбираемата му работа е да регулира клетъчния цитоскелет. Клетките имат скелет, подобно на скелета на хората.
Една от основните разлики обаче е, че човешките скелети не променят формата си много бързо, докато скелетът на клетката постоянно се скъсява, расте и се движи. Трябва да направи това, за да помогне на клетката да изпълнява много от важните си функции. Цитоскелетът е особено важен за невроните поради голямата им дължина.
Файнщайн твърди, че невроните умират при болестта на Алцхаймер, тъй като техният цитоскелет не работи правилно. „Ако унищожите тау, който е важен регулатор на микротубулите, човек лесно може да разбере как това също може да причини клетъчна смърт“, каза Файнщайн.
„От лекарствата за рак знаем, че ако лекувате клетките с лекарства, които нарушават цитоскелета, клетките умират“, каза той. „Според мен същото нещо може да се случи и тук.“
Изследването е публикувано в онлайн версията на Списанието за биологична химия.
Източник: Калифорнийски университет
