Alzheimer-kór: Mi vezet agysejt károsodáshoz?
A tudósok olyan mechanizmust tártak fel, amely révén az Alzheimer-kór jellegzetes mérgező agyfehérje károsíthatja az idegsejteket vagy az agysejteket.
A felfedezést végző franciaországi Grenoble Idegtudományi Intézet csapata a mechanizmus hatástalanításának lehetséges módját is javasolja a betegség korai szakaszában.
A tanulmány a dendrit tüskék működésére vonatkozik, amelyek az agysejtek elágazó részeinek apró szerkezetei, amelyek más agysejtektől érkező jeleket fogadják.
Úgy tűnik, hogy az Alzheimer-kórban szenvedők agyában felhalmozódó mérgező fehérje, a béta-amiloid kivált egy olyan mechanizmust, amely megzavarja a dendrit tüskék működését.
A mechanizmus letiltja a cofilin 1 nevű fehérjét, és ennek a fehérjének az aktivitása döntő fontosságú a dendrit tüskék egészséges működéséhez.
A Journal of Neuroscience nemrégiben tanulmányt publikált a kutatásról.
Leírja, hogyan használta fel a csapat az egérmodellek és az Alzheimer-kórban szenvedő emberek agyszövet-mintáit a megállapításaik eléréséhez.
A legfontosabb megállapítás az volt, hogy a béta-amiloid peptideknek való kitettség, amelyek a toxikus fehérje építőkövei, a cofilin 1 inaktív formájának növekedéséhez vezetett.
"Mi több" - jegyzi meg José Martínez-Hernández, Ph.D. társszerző, aki jelenleg a spanyol Baszkföldi Egyetem Biokémiai és Molekuláris Biológiai Tanszékén dolgozik, "a béta-amiloid peptidek kevesebb tüske hosszú távon; amikor már nem működnek, idővel fokozatosan elvesznek. ”
Az Alzheimer-kór tönkreteszi az agyi kapcsolatokat
Az Alzheimer-kór visszafordíthatatlan agyi betegség, amely az idő múlásával súlyosbodik. Ez a demencia leggyakoribb oka.
A betegség addig rombolja az emlékezés, a gondolkodás és az egyszerű feladatok elvégzésének képességét, amíg az Alzheimer-kórban szenvedők már nem tudnak magukról gondoskodni. A legtöbb egyén a 60-as évek közepén kezdi tapasztalni a tüneteket.
Az Országos Öregedési Intézet szerint a szakértők úgy gondolják, hogy az Egyesült Államokban több mint 5,5 millió ember él Alzheimer-kórban.
A demencia különböző formáinak különböző jellemzői vannak. Az Alzheimer-kórban a megkülönböztető jellemzők közé tartozik a béta-amiloid és egy másik fehérje, a tau nevű toxikus felhalmozódása, valamint az idegsejtek közötti kapcsolatok elvesztése.
A neuronok információt továbbítanak az agyban, és jeleket visznek át az agyból a test más részeire, például szervekre és izmokra.
Az agy neuronjainak milliárdjai kommunikálnak egymással kémiai üzenetek küldésével és fogadásával a szinapszis néven ismert „speciális struktúrákon” keresztül. Ezek a struktúrák jönnek-mennek, erősödnek és gyengülnek, a tapasztalattól függően.
Az agy hosszú távú információkat tárol a szinapszisok kémiájának és szerkezetének megváltoztatásával. A tudósok úgy vélik, hogy a szinapszisok dinamikus, ingadozó jellege megalapozza az emlékezetet és a tanulást.
Szinapszisok, dendritikus tüskék és citoszkeletonok
Amikor az információ kémiai hírvivők formájában egy szinapszison keresztül halad az egyik agysejtből a másikba, a dendriteknek nevezett elágazó struktúrák a jeleket a befogadó idegsejtbe viszik.
A dendrit tüskék az elágazó struktúrák apró kiemelkedései, amelyek aktívan fogadják a jeleket más agysejtektől.
A legutóbbi kutatás feltárja, hogy az Alzheimer-kór által érintett agyszövetben a toxikus béta-amiloid károsítja-e a szinapszisokat azáltal, hogy csökkenti a cofilin 1 fehérje aktivitását a dendrites tüskékben.
Az agysejteknek van egy citoszkeletonja, amely nemcsak fenntartja háromdimenziós szerkezetüket, hanem felelős az anyagok sejten belüli dinamikus transzportjáért is.
A citoszkeletonok azért rendelkeznek ezzel a képességgel, mert nagyon aktív aktinszálakból állnak, amelyek Martínez magyarázata szerint „horgonyoznak, de folyamatosan mozognak, mintha mozgólépcsők lennének”.
A Cofilin 1 külön aktin egységekre bontja az izzószálakat, „ez a feladat a dinamikát aktívan tartja” - teszi hozzá.
Az 1. cofilin inaktiválása károsítja a dendrit gerinceket
A foszforilezés vagy egy foszforilcsoport hozzáadása a cofilin 1-hez azonban inaktívvá teszi a fehérjét.
A kutatók megfigyelték, hogy a tenyésztett agysejtekben a béta-amiloid peptideknek való kitettség hogyan vezetett több foszforilált cofilin 1-hez. Ez csökkentette az aktinszálak dinamizmusát, és ezáltal rontotta a dendritikus tüskék képességét a jelek fogadására.
További vizsgálatok feltárták, hogy a Rho-asszociált protein-kináz (ROCK) nevű enzim célpont lehet a cofilin 1 foszforilációjának csökkentésében. Az enzim foszforilezéssel aktivál és deaktivál más molekulákat.
A ROCK-t blokkoló Fasudil nevű gyógyszerrel végzett vizsgálatok azt mutatták, hogy megfordították azokat a hatásokat, amelyeket a csapat megfigyelt az aktinszálakban.
Martínez szerint a tanulmány eredményei alátámasztják azt az elképzelést, hogy a ROCK és a cofilin 1 megcélzása az Alzheimer-kór korai szakaszában potenciálisan elháríthatja azokat a károkat, amelyeket a béta-amiloid a dendrit gerincekre és szinapszisokra okoz.
Azt javasolja, hogy azoknak a gyógyszereknek a további kutatása, amelyek „kifejezetten megállítják a cofilin 1 agyi sejtekben történő foszforilációját” ígéretes utat jelenthetnek az új Alzheimer-kór kezelésének megtalálásában.
„Nem jöttünk létre egy működési mechanizmussal, de megerősítettük, hogy a cofilin 1 foszforilációs útjának gátlása megakadályozza, hogy a béta-amiloid peptidek expozíciója a fehérje dezaktiválódását és a dendritikus tüskék citoszkeletonjára gyakorolt hatását okozza. ”
José Martínez-Hernández, Ph.D.
