Колапс клітинного скелета може спричинити смерть нейронів у хворобі Альцгеймера

Вчені з Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі відкрили нові двері у пошуках того, що відбувається з клітинами мозку, що руйнуються при хворобі Альцгеймера та пов’язаних з ними деменціях.

“При деменції клітини мозку або нейрони, необхідні для когнітивних навичок, перестають працювати належним чином. Потім їх уже немає, бо вони помирають. Ось що призводить до деменції; ви втрачаєте нейрональну здатність ", - сказав старший автор Стюарт Файнштейн, доктор філософії, співдиректор Інституту неврології в Санта-Барбарі.

Приблизно 30 років Фейнштейн вивчав білок під назвою "тау", використовуючи біохімію пробірки та різноманітні культивовані клітини як моделі. У здорових умовах тау міститься в довгих аксонах нейронів, які з'єднуються з їх цілями, як правило, далеко від самого клітинного тіла. Тау діє для стабілізації мікротрубочок - життєво важливої ​​частини клітинного цитоскелета і необхідної для багатьох аспектів будови та функціонування нейрональних клітин.

Деякий час було відомо, що крихітний пептид під назвою амілоїд бета бере участь у загибелі нейрональних клітин та хворобі Альцгеймера, хоча точний механізм його дії залишається невідомим. Нещодавно генетичні дані показали, що бета-амілоїд вимагає тау для знищення нейронів; однак, що він робить з тау, було таємничим.

"Ми знаємо, що амілоїд-бета - поганий хлопець", - сказав Файнштейн. «Амілоїд бета викликає захворювання; амілоїд бета викликає хворобу Альцгеймера. Питання в тому, як це робиться? "

Він зазначив, що більшість дослідників Альцгеймера скажуть, що бета-амілоїд спричинює аномалію та надмірне фосфорилювання тау. Це свідчить про те, що білки тау отримують неадекватно хімічно модифіковані фосфатними групами. "Багато наших білків отримують фосфорилювання", - сказав Файнштейн. "Це можна зробити належним чином або неналежним чином".

Фейнштейн та його студенти хотіли знайти точні причини передбачуваного аномального фосфорилювання тау, щоб краще зрозуміти, що йде не так. «Це дало б підказки фармацевтичним компаніям; вони мали б більш точну мішень, над якою працювати », - сказав Файнштейн. "Чим точніше вони розуміють біохімію цілі, тим кращий напад може зробити фармацевтична компанія на проблему".

Фейнштейн сказав, що початкова гіпотеза команди, яка припускає, що амілоїд бета призводить до великого аномального фосфорилювання тау, виявилася неправдою. "Ми всі любимо, щоб час від часу нам підкидали криву кулю, так?" - сказав Фейнштейн. "Ви любите бачити щось інше і несподіване".

Команда виявила, що коли вони додавали амілоїд бета-клітину до нейрональних клітин, тау в цих клітинах не отримував переважно фосфорилюється, як передбачалося. Натомість вони спостерігали повну фрагментацію тау протягом однієї-двох годин після впливу клітин на амілоїд бета. Протягом 24 годин клітини були знищені.

Фейнштейн пояснив, що тау має кілька завдань, але найбільш зрозумілою його роботою є регулювання клітинного цитоскелета. Клітини мають скелет так само, як і скелет людини.

Однак одна з основних відмінностей полягає в тому, що скелети людини не дуже швидко змінюють форму, тоді як скелет клітини постійно скорочується, росте і рухається. Він повинен це зробити, щоб допомогти клітині виконувати багато своїх важливих функцій. Цитоскелет особливо важливий для нейронів через їх велику довжину.

Файнштейн стверджує, що нейрони гинуть при хворобі Альцгеймера, оскільки їх цитоскелет не працює належним чином. "Якщо ви знищите тау, який є важливим регулятором мікротрубочок, можна легко зрозуміти, як це також може спричинити загибель клітин", - сказав Файнштейн.

"Ми знаємо з протиракових препаратів, що якщо ви обробляєте клітини препаратами, що порушують цитоскелет, клітини гинуть", - сказав він. "На мій погляд, те саме може відбуватися і тут".

Дослідження опубліковано в Інтернет-версії Журнал біологічної хімії.

Джерело: Каліфорнійський університет