O nouă „teorie unificatoare" ar putea explica apariția Alzheimerului în creier
Originea bolii Alzheimer rămâne controversată, dar un nou studiu sugerează că boala ar putea apărea pe măsură ce două proteine cheie concurează în interiorul celulelor cerebrale. Alzheimer este cea mai comună formă de demență, fiind asociată cu acumularea a două proteine în creier: amyloid-beta și tau. Potrivit sciencealert.com, acest nou studiu leagă aceste două proteine, oferind o „teorie unificatoare" care, conform echipei de chimiști care o propune, rezolvă unele idei contradictorii despre Alzheimer.
👉 Rolul și natura proteinelor amyloid-beta și tau în Alzheimer
Peptidele amyloid-beta sunt fragmente lipicioase ale unei proteine mai mari care se aglomerază pentru a forma plăci în creierul persoanelor cu Alzheimer. Se crede că aceste plăci pot apărea cu aproximativ 20 de ani înainte de manifestarea simptomelor. Totuși, unele cercetări sugerează că tanglele tau, noduri de proteine tau denaturate care se formează în interiorul neuronilor bolnavi, sunt un indicator mai bun al stării cognitive în Alzheimer decât plăcile amyloid-beta.
👉 Interacțiunile concurente dintre proteine și implicațiile lor
În mod normal, tau stabilizează microtubulele, structura internă a celulelor, dar în boala Alzheimer, tau se desprinde de microtubule, blocând celulele. Aceste două semne distinctive ale bolii Alzheimer au fost contestate în ultimii ani, dar rămân un subiect major de cercetare, neuroscientificii încercând să afle care dintre ele apare prima, ce efect au fiecare dintre ele și dacă acestea cauzează cu adevărat boala sau sunt doar un simptom al acesteia.
„Pe lângă faptul că au demență, diagnosticarea Alzheimer necesită atât acumularea de amyloid-beta, cât și de tau în creier," explică Ryan Julian, profesor de chimie la Universitatea din California, Riverside, și autorul principal al studiului. „Dar multe laboratoare se concentrează pe rolul uneia și ignoră cealaltă." Pentru a investiga, Julian și colegii săi au realizat o serie de studii de legare a proteinelor, concentrându-se pe modul în care amyloid-beta și tau interacționează în jurul microtubulelor.
Observând că peptidele amyloid-beta semănau, ca secvență, cu partea proteinelor tau care se atașează de microtubule, echipa a amestecat cele două proteine într-o soluție, împreună cu tubulina, componenta de bază a microtubulelor. „Lucrările noastre arată că amyloid-beta și tau concurează pentru aceleași site-uri de legare pe microtubule, iar aceasta poate împiedica tau să funcționeze corect," spune Julian.
👉 Implicarea interacțiunilor între proteine în dezvoltarea bolii
Folosind amyloid-beta etichetată fluorescent, cercetătorii au putut observa când peptidele amyloid-beta „furau" site-urile de legare utilizate în mod normal de proteinele tau. De asemenea, cercetătorii au „tentat" amyloid-beta cu o altă proteină comună, myoglobina, și au constatat că peptidele amyloid-beta preferau încă să se lege de microtubule – ceea ce înseamnă că nu se leagă doar de orice proteină din soluție.
Pe baza rezultatelor lor, cercetătorii ipotezează că ar fi putut găsi o soluție la dilema găina-sau-ouă între peptidele amyloid-beta și tanglele tau – deși ar trebui să avem în vedere că experimentele lor s-au realizat cu amestecuri de proteine purificate. Înțelegerea modului în care proteinele se comportă în interiorul celulelor este mult mai complicată. Dacă peptidele amyloid-beta înlocuiesc tau de pe site-urile sale de legare obișnuite, așa cum sugerează aceste studii proteice, atunci aceasta ar putea explica cum tau se poate înnoda în tangle, iar microtubulele devin destabilizate, perturbând funcțiile fundamentale ale neuronilor și conducând, în cele din urmă, la moartea celulară.
„Distincția cheie aici este recunoașterea că tau nu inițiază patologia de unul singur, ci devine problematic după înlocuirea sa de către amyloid-beta,” scriu Julian și colegii săi în lucrarea lor. Aceștia sugerează, de asemenea, că această înlocuire a tau, conducând la microtubule defectuoase, ar putea fi sursa principală de toxicitate pentru celulele cerebrale – nu acumularea fie a plăcilor amyloid-beta, fie a tanglelor tau (deși acestea contribuie la problemele celulelor).
Această nouă ipoteză contextualizează multe observații anterioare în literatură și rezolvă contradicțiile între ipotezele convenționale privind cauza principală a bolii Alzheimer," scriu Julian și colegii săi. Această cercetare adaugă o nouă perspectivă rezultatelor studiilor clinice care testează terapiile pentru Alzheimer, care au eșuat, și studiilor care au descoperit că îndepărtarea plăcilor amyloid-beta nu pare să repare funcțiile esențiale ale creierului.
Pe termen lung, dacă aceste descoperiri pot fi susținute cu studii suplimentare, lucrările ar putea redirecționa eforturile pentru a dezvolta tratamente eficiente pentru boala Alzheimer, care reprezintă până la 70% din cazurile de demență și pentru care nu există un tratament cunoscut. Interesant, cercetările recente pe animale sugerează că litiul ar putea avea un efect protector, ajutând la stabilizarea microtubulelor. Așadar, dezvoltarea terapiei pentru a proteja aceste tuburi minusculare ar putea fi o abordare proaspătă de explorat, mai degrabă decât vizarea acumulării de proteine, așa cum au făcut majoritatea terapiilor actuale pentru Alzheimer.
Studiul „ajută la înțelegerea multor rezultate care păreau anterior nelegăturate,” concluzionează Julian. „Ne oferă o imagine mai clară despre ce ar putea merge prost în interiorul neuronilor și unde ar putea începe noi tratamente.” Această cercetare este publicată în PNAS Nexus.
