Alzheimer-kór: Hogyan zavarja meg a tau az agysejteket?
A tudósok találtak egy korábban ismeretlen mechanizmust, amelyben az Alzheimer-kórban szerepet játszó tau-fehérje károsítja az agysejteket azáltal, hogy megzavarja belső kommunikációjukat.
A felfedezés új megvilágításba helyezi a demencia e leggyakoribb okának eredetét, amelynek fémjelzi a kusza tau-fehérjeszálak felhalmozódását az agyban.
A megállapítás az Alzheimer-kór és más olyan betegségek új kezeléséhez is vezethet, amelyek fokozatosan elpusztítják az agyszövetet - fejezik be a kutatók a folyóiratban most megjelent munkájukról szóló cikkben Idegsejt.
A charlestowni Massachusettsi Általános Kórház (MGH) és a Baltimore-i Johns Hopkins Orvostudományi Egyetem tudósai vezették a tanulmányt, amelynek célja annak vizsgálata, hogy a tau-fehérje hogyan járulhat hozzá az agysejtek károsodásához.
Az Alzheimer-kór nem múlik el, és idővel súlyosbodik. Ez a hatodik leggyakoribb halálok a felnőttek körében az Egyesült Államokban, ahol a becslések szerint 5,7 millió ember szenved ebben a betegségben.
Az Alzheimer-kór pontos okai még ismeretlenek
Hogy pontosan mi okozza az Alzheimer-kórt és a demencia egyéb formáit, még mindig rejtély a tudomány előtt. A bizonyítékok arra utalnak, hogy a környezet, a gének és az életmód kombinációja vesz részt, és különböző tényezők különböző mértékben befolyásolják a különböző embereket.
Az Alzheimer-kór legtöbb esetben nem mutatnak tüneteket, amíg az emberek 60 évesek vagy idősebbek. A betegség kialakulásának kockázata az életkor előrehaladtával gyorsan növekszik.
A betegségben szenvedők agykutatása - az agyszövet postmortem elemzéseivel együtt - sokat elárult arról, hogy Alzheimer-kór hogyan változik és árt az agynak.
Az „életkorral kapcsolatos változások” a következők: gyulladás; zsugorodás egyes agyi régiókban; instabil, rövid életű molekulák létrehozása, amelyek szabad gyökökként ismertek; és a sejt energiatermelésének megzavarása.
Az Alzheimer-kórban szenvedő személy agyának két megkülönböztető jellemzője is van: a sejtek között kialakuló amiloidfehérje-plakkok és a sejtek belsejében kialakuló tau-fehérje gubancai. A legutóbbi tanulmány az utóbbiakra vonatkozik.
A tau viselkedésének változásai
Az agysejteknek vagy idegsejteknek mikrotubulusként ismert belső szerkezete van, amelyek támogatják a sejtet és annak működését. Nagyon aktív sejtkomponensek, amelyek elősegítik az anyagok eljuttatását a sejt testéből azokra a részekre, amelyek összekapcsolják más sejtekkel.
Egészséges agysejtekben a tau fehérje normálisan „kötődik és stabilizálja” a mikrotubulusokat. Tau azonban másképp viselkedik az Alzheimer-kórban.
Az agykémia változásai miatt a tau-fehérjemolekulák eljutnak a mikrotubulusoktól, és inkább egymáshoz tapadnak.
Végül a leválasztott tau molekulák hosszú filamentumokat vagy neurofibrilláris gubancokat képeznek, amelyek megzavarják az agysejt képességét más sejtekkel való kommunikációra.
Az új tanulmány bemutatja annak lehetőségét, hogy Alzheimer-kórban a tau megzavarja egy másik mechanizmust, amely magában foglalja az agysejt magja és teste közötti kommunikációt.
Kommunikáció a sejtmaggal
A sejtmag a sejt többi részével kommunikál a nukleáris pórusoknak nevezett struktúrák segítségével, amelyek több mint 400 különböző fehérjét tartalmaznak és szabályozzák a molekulák mozgását.
Az amiotróf laterális szklerózis, a frontotemporális és más típusú demencia okainak vizsgálata azt sugallta, hogy ezeknek a nukleáris pórusoknak a hibái valamilyen módon érintettek.
A nemrégiben készült kutatásból kiderül, hogy az Alzheimer-kórban szenvedő állati és emberi sejtek hibás magpórusokkal rendelkeznek, és hogy a hiba az agy sejtjeiben a tau felhalmozódásával függ össze.
"Betegség körülményei között" - magyarázza Bradley T. Hyman, a tanulmány egyik vezető szerzője, az MGH Alzheimer-egységének igazgatója "- úgy tűnik, hogy a tau kölcsönhatásba lép a mag pórusával és megváltoztatja annak tulajdonságait."
Kollégáival felfedezte, hogy a tau jelenléte megzavarja a fő szerkezeti fehérjét, a Nup98-at tartalmazó pórusok rendezett szerkezetét. Az Alzheimer-kór sejtjeiben kevesebb ilyen pórus volt, és azok, amelyek ott voltak, általában egymáshoz tapadtak.
’Mislokalizált’ Nup98
Megfigyeltek egy másik furcsa változást is, amely a Nup98-ot érintette az Alzheimer-kór agysejtjein belül. Az aggregált tau-val rendelkező sejtekben a Nup98-at „helytelenítették”, ahelyett, hogy a mag pórusában tartózkodna.
Felfedték, hogy ez a tulajdonság az Alzheimer-kór szélsőségesebb formáiban elhunyt emberek agyszövetében jobban eltúlzott.
Végül, amikor emberi tau-t adtak rágcsáló agysejtek élő kultúráihoz, a kutatók azt találták, hogy ez a Nup98 helytelen elhelyezkedését okozta a sejt testében, és megzavarta a molekulák transzportját a sejtmagba.
Ez "funkcionális kapcsolat" bizonyítéka volt a tau-fehérje jelenléte és a nukleáris transzportmechanizmus károsodása között.
A szerzők ugyanakkor megjegyzik, hogy nem világos, hogy a vizsgálat során feltárt Nup98-tau kölcsönhatás csak betegség miatt következik-e be, vagy pedig egy normális mechanizmusról van szó, amely betegség körülmények között extrém módon viselkedik.
Megállapítják:
"Összességében az adataink nem konvencionális mechanizmust biztosítanak a tau által indukált neurodegenerációhoz."
