Agregacja i neurotoksyczność białka Tau w chorobie AlzheimeraCzas czytania: 3 min

Choroby neurodegeneracyjne dotyczą wielopoziomowego uszkodzenia układu nerwowego, a swoje źródło mają w procesach molekularnych, takich jak mutacje genetyczne, agregacja określonych związków biochemicznych czy hamowanie transmisji synaptycznej. Wspomniane procesy przekładają się na funkcję oraz strukturę neuronów, co dalej prowadzi do zaburzeń motorycznych, poznawczych lub obliczeniowych. W przypadku choroby Parkinsona zaobserwowano, że nadmierny wzrost stężenia α-synukleiny powoduje białkowe inkluzje jądrowe i powstawanie złogów białka. Niedobór niektórych białek (np. parkin) może powodować obumieranie neuronów istoty czarnej, co przejawia się w ograniczeniu wydzielania dopaminy i prowadzi do nieprawidłowości funkcjonowania układu pozapiramidowego¹. Mechanizmy molekularne i neurodegeneracyjne tej choroby cały czas jednak są przedmiotem badań naukowych².

Podobnie rzecz się ma w przypadku choroby Alzheimera, jednak w tym przypadku za procesy neurodegeneracyjne i ich konsekwencje funkcjonalne odpowiada agregacja innych związków – β-amyloidu i białek Tau, co powoduje powstanie wewnątrz komórki splątków neurofibrylarnych. Prowadzi to do śmierci neuronów, w czego następstwie pojawiają się zaburzenia czynności korowych³. Neurotoksyczność zagregowanego białka Tau została zbadana przez zespół naukowców ze Stanów Zjednoczonych, a wyniki opublikowano na łamach „The Journal of Neuroscience” w artykule Continuous Monitoring of Tau-Induced Neurotoxicity in Patient-Derived iPSC-Neurons [Ciągłe monitorowanie neurotoksyczności indukowanej przez Tau w neuronach z i-PSC pochodzących od pacjentów]. Warto zwrócić uwagę, że iPSC (indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste) były już wykorzystywane w modelach choroby Alzheimera⁴. Prezentowane badanie rzuca jednak nowe światło na zagadnienie neurotoksyczności zagregowanego Tau w chorobie Alzheimera, szczególnie na powstawanie nowych agregatów, rozpowszechnianie białka oraz jego długofalowe oddziaływanie neurotoksyczne⁵.

Jak zauważają autorzy, agregacja białka Tau w mikrotubulach neuronów jest cechą charakterystyczną dla choroby Alzheimera. Sugeruje się, że odmiany tego białka tworzą agregaty w sposób podobny do prionów oraz rozpowszechniają się w cytoszkielecie układu nerwowego przez połączenia międzyneuronalne. Naukowcy zwracają uwagę, że zarówno rozpuszczalne, jak i zagregowane formy białka Tau mają właściwości neurotoksyczne, jednak najbardziej szkodliwe są cząsteczki tego białka, które są nieprawidłowo sfałdowane, bowiem różne jego szczepy różniące się wzorem pofałdowań wykazują się zróżnicowaną neurotoksycznością. Uczeni zauważają, że ich praca wizualizuje neuronalne mechanizmy rozsianej agregacji białka Tau w obrębie pojedynczych komórek nerwowych. Zwracają uwagę, że ekspansja cząsteczek tego białka w układzie nerwowym zmniejsza przeżycie neuronów, jednak zaobserwowano, że ważną rolę w tym procesie odgrywają również uwarunkowania genetyczne, bowiem pluripotencjalne komórki macierzyste zawierające mutację PSEN1 L435F ulegają znacznie szybszej agregacji białka Tau niż komórki kontrolne.

Badanie identyfikuje więc specyficzne szczepy morfologiczne oraz wzorce agregacji białka Tau, a także bada, w jaki sposób ekspresja jednego ze zmutowanych genów wpływa na kinetykę agregacji i tendencję do rozprzestrzeniania danego szczepu białka Tau. Autorzy rzucają w ten sposób nowe światło na potencjalne możliwości w zakresie np. terapii genowej w chorobie Alzheimera.

Bartosz Bagrowski

Źródło zdjęcia: Pixabay

Ostatnia aktualizacja strony: 09.05.2021

Literatura: