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

Bartosz Bagrowski

2021-05-09
Agregacja i neurotoksyczność białka Tau w chorobie Alzheimera<span class="wtr-time-wrap after-title">Czas czytania: <span class="wtr-time-number">3</span> min </span>

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

Przypisy

  1. Por. M. Goedert et al., 100 Years of Lewy Pathology, „Nature Reviews Neurology” 2013, Vol. 9, s. 13‒24 [dostęp 30 IV 2021]; B. Aryal, Y. Lee, Disease Model Organism for Parkinson Disease: Drosophila Melanogaster, BMP Reports 2019, Vol. 52, No. 4, s. 250–258 [dostęp 30 IV 2021].
  2. Por. B. Bagrowski, Najnowsze badania molekularnych podstaw choroby Parkinsona, „W Poszukiwaniu Projektu” 07.02.2021 [dostęp 30 IV 2021].
  3. Por. K. Prüßing, A. Voight, J.B. Schulz, Drosophila Melanogaster as a Model Organism for Alzheimer’s Disease, „Molecular Neurodegeneration” 2013, Vol. 8, No. 35 [dostęp 30 IV 2021].
  4. Por. J. Penney, W.T. Ralvenius, L.H. Tsai, Modeling Alzheimer’s Disease with iPSC-Derived Brain Cells, „Molecular Psychiatry” 2019, Vol. 25, s. 148–167 [dostęp 30 IV 2021].
  5. Por. D.H. Oakley et al. Continuous Monitoring of Tau-Induced Neurotoxicity in Patient-Derived iPSC-Neurons, „The Journal of Neuroscience” 2021 [dostęp 30 IV 2021].

Literatura:

  1. Aryal B., Lee Y., Disease Model Organism for Parkinson Disease: Drosophila Melanogaster, BMP Reports 2019, Vol. 52, No. 4, s. 250–258 [dostęp 30 IV 2021].
  2. Bagrowski B., Najnowsze badania molekularnych podstaw choroby Parkinsona, „W Poszukiwaniu Projektu” 07.02.2021 [dostęp 30 IV 2021].
  3. Goedert M. et al., 100 Years of Lewy Pathology, „Nature Reviews Neurology” 2013, Vol. 9, s. 13‒24 [dostęp 30 IV 2021].
  4. Oakley D.H. et al. Continuous Monitoring of Tau-Induced Neurotoxicity in Patient-Derived iPSC-Neurons, „The Journal of Neuroscience” 2021, DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2590-20.2021 [dostęp 30 IV 2021].
  5. Penney J., Ralvenius W.T., Tsai L.H., Modeling Alzheimer’s Disease with iPSC-Derived Brain Cells, „Molecular Psychiatry” 2019, Vol. 25, s. 148–167 [dostęp 30 IV 2021].
  6. Prüßing K., Voight A., Schulz J.B., Drosophila Melanogaster as a Model Organism for Alzheimer’s Disease, „Molecular Neurodegeneration” 2013, Vol. 8, No. 35 [dostęp 30 IV 2021].

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *



Najnowsze wpisy

Najczęściej oglądane wpisy

Wybrane tagi