Alzheimer-kór: Hogyan nőnek a tau kusza?
Új kutatás a Journal of Biological Chemistry lebontja azt a folyamatot, amelyen keresztül a tau gubancok nőnek, amíg növekednek. Az eredmények új terápiákhoz vezethetnek, amelyek az tau-aggregátumok kialakulását célozzák az Alzheimer-kórban.
Az Alzheimer-kór egyik jellemzője az úgynevezett tau-kusza. A Tau az idegsejtek axonjaiban található fehérje.
Pontosabban, a tau segít a mikrotubulusok kialakításában - az esszenciális struktúrákban, amelyek a tápanyagokat szállítják az idegsejtekben.
Egészséges agyban a tau-fehérje segít ezeknek a mikrotubulusoknak egyenesnek és erősnek maradni. De az Alzheimer-kórban a tau gubancoknak nevezett aggregátumokká omlik össze. Amikor ez megtörténik, a mikrotubulusok már nem képesek fenntartani a tápanyagok és más esszenciális anyagok szállítását az idegsejtekben, ami végül sejthalálhoz vezet.
Az, hogy ezek a tau-gubancok mennyire mérgezőek és károsak lehetnek, és meddig terjedhetnek, a hosszuktól függ. Mindazonáltal a tudósok mindeddig nem tudták, hogy egyes tau-gubancok miért hosszabbak, mint mások az Alzheimer-kórban, vagy hogy ezek az aggregátumok miért nőnek ilyen hosszú ideig.
De a kolumbusi Ohio Állami Egyetem tudósai most kidolgoztak egy matematikai modellt, amely segített nekik megmagyarázni, hogy milyen biológiai folyamatok állnak a tau gubancainak kialakulásában.
Az új kutatás, amelyet Carol Huseby, Jeff Kuret és Ralf Bundschuh végzett, elmagyarázza, hogy a gubancok hogyan növekednek és hogyan érik el a különböző hosszúságokat.
Hogyan megnyúlnak a tau fibrillák
Huseby és munkatársai a tau aggregáció alapvető kétlépcsős modelljével kezdtek. Az első lépés két tau-fehérjéből áll, amelyek lassan kötődnek egymáshoz, és a második lépés további tau-molekulákat foglal magában, amelyek a két fehérjéhez kapcsolódnak.
A kutatók ezt az alapmodellt kibővítették a tau fibrillák további viselkedési módjaival. A tudósok korábban a fibrillákat „kibontott gubancoknak” nevezték.
A módosított modell azt jósolta, hogy a tau fehérje több rövid fibrillára bomlik. A kutatók azonban tudták, hogy mikroszkóp alatt a tau gubancok hosszú, nem pedig rövid fibrillákat tárnak fel.
Tehát a modell által megjósolt és a mikroszkopikus valóság közötti ellentmondás magyarázatára a kutatók arra voltak kíváncsiak, hogy a rövidebb fibrillák összeillesztenek-e hosszú fibrillákat, hasonlóan a hajhosszabbításhoz.
További kísérletek, amelyek során a tudósok fluoreszcens színekkel jelölték a tau-fibrillákat, feltárták, hogy a hosszú fibrillák valóban rövidebb, különböző színű fibrillákból állnak, amelyek a végükön egyesültek.
A szerzők tudomása szerint ezek a megállapítások először mutatják be, hogy a tau fibrillák nagysága úgy nőhet, hogy egyszerre nem csak egy fehérjét adnak hozzá. Inkább rövidebb fibrillák kapcsolódhatnak egymáshoz, gyorsabban megnyújtva a fibrilt.
Kuret, a tanulmány társszerzője kifejti, hogy az eredmények rávilágíthatnak arra, hogy a tau gubancai - és implicit módon maga a betegség is - hogyan terjedhet egyik sejtből a másikba. Miután egy hosszú fibrillust „apró darabokra bontanak, azok diffundálhatnak, megkönnyítve mozgásukat sejtről sejtre” - mondja.
Továbbá, mondják a kutatók, a megállapítások segítenek tisztázni, hogy a tau fibrillák miként növekedhetnek több száz nanométer hosszúságúra. Ezenkívül az ilyen ismeretek a gyógyszerek új osztályához vezethetnek, amely megakadályozhatja a tau aggregálódását.
A jövőben a tudósok azt tervezik, hogy módosítják modelljüket, figyelembe véve azokat a sok árnyalatot, amelyek a tau fehérjét olyan bonyolulttá teszik. Például ez a kísérletsorozat csak egy típusú tau-t használt, de a fehérje hat izoformája létezik. A kémiai folyamatok, például a foszforilezés, tovább változtathatják a fehérje szerkezetét.
