Тау-білкові клубки можуть передбачити місця дегенерації мозку в хворобі Альцгеймера

Мозкова візуалізація тау-білкових «клубків» передбачає місце майбутньої атрофії мозку у пацієнтів з хворобою Альцгеймера на рік і більше наперед, згідно з новим дослідженням.

Навпаки, виявилось, що розташування амілоїдних «бляшок», які десятиліттями були предметом досліджень Альцгеймера та розробки лікарських засобів, мало корисно для прогнозування того, як поширюватиметься шкідливий процес у міру прогресування захворювання, за словами вчених з Університету Каліфорнійський центр пам’яті та старіння Сан-Франциско.

Результати підтверджують зростаюче визнання того, що тау веде дегенерацію мозку при хворобі Альцгеймера більш безпосередньо, ніж амілоїдний білок, на думку дослідників.

Це також демонструє потенціал нещодавно розробленої технології візуалізації мозку на основі тау на основі позитронно-емісійної томографії (ПЕТ) для прискорення клінічних випробувань Альцгеймера та вдосконалення індивідуального догляду за пацієнтами.

"Матч між розповсюдженням тау і тим, що сталося з мозком у наступному році, був справді вражаючим", - сказав лікар-невролог Гіл Рабіновічі, доктор медицини Едвард Фейн та Перл Лендріт, керівник програми візуалізації ПЕТ в Центр пам'яті та старіння UCSF та старший автор статті.

«Візуалізація ПЕТ Тау передбачала не тільки, наскільки велика атрофія ми побачимо, але і те, де це відбудеться. Ці прогнози були набагато потужнішими, ніж будь-що, що ми могли робити з іншими засобами візуалізації, і додають доказів того, що тау є головним фактором захворювання ".

Дослідники Альцгеймера тривалий час обговорювали відносну важливість амілоїдних бляшок і тау-клубків - двох видів неправильно складених білкових скупчень, виявлених в патологоанатомічних дослідженнях мозку пацієнтів, вперше виявлених німецьким дослідником доктором Алоїзом Альцгеймером на початку 20 століття. Протягом десятиліть «амілоїдний табір» домінував, що призвело до численних гучних зусиль, спрямованих на уповільнення хвороби Альцгеймера за допомогою препаратів, спрямованих на амілоїд, і все це мало невтішні або неоднозначні результати.

Зараз багато дослідників переглядають білок тау, який колись вважали просто "надгробним пам'ятником", що позначає відмираючі клітини, і досліджують, чи насправді тау може бути важливим біологічним фактором захворювання.

На відміну від амілоїду, який накопичується широко в головному мозку, іноді навіть у людей без симптомів, розтин пацієнтів з хворобою Альцгеймера виявив, що тау зосереджений саме там, де атрофія мозку найсильніша, і в місцях, які допомагають пояснити відмінності в симптомах пацієнтів, наприклад, у областях, пов’язаних з мовою, у порівнянні з регіонами, пов’язаними з пам’яттю.

"Ніхто не сумнівається, що амілоїд відіграє важливу роль у хворобі Альцгеймера, але все більше і більше результатів тау починають змінювати, як люди думають про те, що насправді є причиною захворювання", - пояснив Рено Ла Джої, доктор філософії, докторант з дослідження Рабіновичів. In Vivo Molecular Neuroimaging Lab, і провідний автор нового дослідження. «Проте, просто розглядаючи тканини мозку після смерті, важко довести, що сплутування тау викликає дегенерацію мозку, а не навпаки.

"Однією з ключових цілей нашої групи була розробка неінвазивних засобів візуалізації мозку, які дозволять нам побачити, чи місце розташування тау нагромадження на початку захворювання передбачає подальшу дегенерацію мозку".

Незважаючи на ранні занепокоєння, що тау може бути неможливо виміряти в живому мозку, нещодавно вчені розробили ін'єкційну молекулу, що називається флортауципір, яка в даний час переглядається FDA, і яка зв'язується з неправильно складеним тау в головному мозку і випромінює м'який радіоактивний сигнал, який можна вловлювати за допомогою ПЕТ-сканувань.

Для дослідження La Joie набрав 32 учасників із ранньою клінічною стадією хвороби Альцгеймера через Центр пам’яті та старіння UCSF, і всі вони отримали сканування ПЕТ за допомогою двох різних індикаторів для вимірювання рівня амілоїдного білка та білка тау в мозку. Учасники також отримали МРТ для вимірювання структурної цілісності мозку як на початку дослідження, так і знову під час наступних візитів через рік-два.

Дослідники виявили, що загальний рівень тау в мозку учасників на початку дослідження передбачав, наскільки дегенерація відбудеться до моменту їх подальшого візиту, в середньому через 15 місяців. Згідно з результатами дослідження, моделі накопичення тау передбачали подальшу атрофію в тих самих місцях з точністю понад 40 відсотків. На відміну від цього, вихідні амілоїдно-ПЕТ-сканування правильно передбачали лише 3 відсотки майбутньої дегенерації мозку, виявили дослідники.

"Побачення того, що накопичення тау передбачає, де відбудеться дегенерація, підтверджує нашу гіпотезу, що тау є ключовим фактором нейродегенерації при хворобі Альцгеймера", - сказала Ла Джої.

ПЕТ-сканування показало, що у молодих учасників дослідження загальний рівень тау в мозку, а також сильніший зв’язок між базовим тау та подальшою атрофією мозку, порівняно зі старшими учасниками. Це свідчить про те, що інші фактори - ймовірно інші аномальні білки або судинні травми - можуть відігравати більшу роль у пізньому появі хвороби Альцгеймера, стверджують дослідники.

Результати додають сподівань на те, що препарати, націлені на тау, які зараз вивчаються, можуть надати клінічну користь пацієнтам, блокуючи цей ключовий фактор нейродегенерації захворювання. У той же час, здатність використовувати тау-ПЕТ для прогнозування подальшої дегенерації мозку може забезпечити більш персоналізовану допомогу при деменції та пришвидшити поточні клінічні випробування, на думку дослідників.

«Одне з перших речей, які люди хочуть знати, почувши діагноз хвороби Альцгеймера, - це просто те, що майбутнє за собою чи своїми близькими. Це буде довге згасання пам’яті чи швидке занепадання деменції? Як довго пацієнт зможе жити самостійно? Вони втратять здатність говорити чи обійтися самостійно? Наразі це питання, на які ми не можемо відповісти, за винятком найзагальніших слів », - сказав Рабінович. "Зараз вперше цей інструмент може дати нам зрозуміти пацієнтам, чого очікувати, розкриваючи біологічний процес, що лежить в основі їхньої хвороби".

Дослідники заявили, що вони також передбачають, що здатність прогнозувати майбутню атрофію мозку на основі тау-ПЕТ-зображень дозволить клінічним випробуванням Альцгеймера швидко оцінити, чи може експериментальне лікування змінити конкретну траєкторію, передбачену для окремого пацієнта, що в даний час неможливо через широку мінливість у тому, як захворювання прогресує від людини до людини.Подібне розуміння може дати можливість регулювати дозування або переходити на інший експериментальний склад, якщо перше лікування не впливає на рівень тау або не передбачає прогнозовану траєкторію атрофії мозку у пацієнта, пояснюють вони.

"Тау-ПЕТ може бути надзвичайно цінним інструментом прецизійної медицини для майбутніх клінічних випробувань", - сказав Рабінович. "Здатність чутливо відстежувати накопичення тау у живих пацієнтів вперше дозволила б клінічним дослідникам шукати методи лікування, які можуть уповільнити або навіть запобігти специфічній моделі атрофії мозку, прогнозованій для кожного пацієнта".

Дослідження було опубліковано в Наука поступальної медицини.

Джерело: Каліфорнійський університет, Сан-Франциско (UCSF)

Фото: