Алцхаймер: Клетъчният механизъм премахва дефектния протеин
Натрупването на дефектни тау протеини е важна характеристика на невродегенеративните заболявания като Алцхаймер. Дефектните протеини образуват заплитания, които нарушават мозъчната функция и убиват нервните клетки или невроните.
Сега учените са идентифицирали молекула, която играе жизненоважна роля за предотвратяване на натрупването на токсичен тау протеин в мозъка.
Молекулата, която носи името вакуоларен сортиране на протеин 35 (VPS35), идентифицира и премахва дефектните тау протеини от невроните.
Използвайки човешки клетки, изследователи от Медицинското училище на Луис Кац (LKSOM) от Университета Темпъл във Филаделфия, Пенсилвания, показаха, че могат да контролират натрупването на тау чрез промяна на нивата на VPS35.
Те описват констатациите в a Молекулярна психиатрия учебна работа.
„Основна част от това, което VPS35 прави“, казва старшият автор на изследването проф. Доменико Пратико, директор на Центъра за болест на Алцхаймер на LKSOM в Temple, „е да сортира и транспортира нефункциониращи протеини до местата на разграждане.“
Изследователят и неговите колеги също установяват, че ефектът на VPS35 върху тау зависи от активността на катепсин D, ензим, който разгражда протеините в клетките.
Неврони, уязвими към дефектни протеини
Правилното сгъване на протеините е необходимо за функционирането на клетките. Ако се сгънат неправилно, те не се представят правилно и могат да нарушат жизненоважни процеси. За да се предпазят от това, клетките имат механизми за изчистване на дефектните протеини.
Независимо от това, натрупването на дефектни протеини се случва. Невроните са особено уязвими към неправилно сгънати протеинови отлагания поради уникалната им биология. Тази уязвимост може да обясни защо дефектното натрупване на протеини често се проявява при невродегенеративни заболявания.
Тау е един от най-често срещаните протеини, образуващи токсични отлагания в мозъка. Учените наричат това състояние тауопатия.
Предишни проучвания вече подчертаха, че проблеми с VPS35 възникват при болестта на Алцхаймер. Тези проучвания също така показват, че хората с болестта на Алцхаймер имат по-малко VPS35 в мозъка си.
До скорошното проучване обаче не беше ясно как VPS35 е свързан с натрупването на tau.
Проф. Пратико казва, че той и неговият екип са се заели да определят дали VPS35 има роля в изчистването на дефектния тау в клетките.
Намаляването на VPS35 увеличава тау депозитите
За своето проучване екипът използва мозъчна тъкан от хора с прогресивна надядрена парализа (PSP) или болест на Picks. Те избраха тези две условия, тъй като техните токсични протеинови отлагания идват само от дефектен тау.
За разлика от това мозъците на хората с болестта на Алцхаймер са склонни да натрупват депозити на два дефектни протеина: бета-амилоид и тау.
Изследователите установяват, че нивата на VPS35 са с 50% по-ниски в пробите на PSP и Picks, отколкото в мозъчната тъкан на хора, които не са имали невродегенеративно заболяване.
В експерименти върху култивирани човешки клетки те откриха, че могат директно да контролират количеството на натрупване на тау чрез промяна на нивата на VPS35. Освен това те откриха, че ефектът зависи от активността на катепсин D.
Това е първото проучване, което показва, че VPS35 има роля в тауопатията.
Синаптичната свързаност намалена с 40–50%
След това екипът променя нивата на VPS35 при мишки с натрупване на тау в мозъка им. Те показаха, че намаляването на VPS35 влошава паметта и способностите за учене на животните и нарушава контрола на движението.
Когато изследователите изследвали мозъчните тъкани на животните, те установили, че понижаването на VPS35 е нарушило синапсите в невроните и значително е увредило способността им да комуникират.
Животните загубиха около 40–50% от своята „синаптична свързаност“ в резултат на понижаване на VPS35.
Екипът предполага, че може да бъде възможно да се разработи лекарство, което възстановява функцията VPS35 при невродегенеративни заболявания. Те вече планират да проучат тази възможност.
Проф. Пратико предполага, че насочването към механизъм вместо към ензим може да бъде по-жизнеспособен подход.
„Когато тау се задържа в клетките, това е много лошо за синапсите, местата, където невроните се срещат и обменят сигнали.“
Проф. Доменико Пратико
