Noua „teorie unificatoare” ar putea explica apariția Alzheimerului în creier
Originea bolii Alzheimer rămâne controversată, dar un nou studiu sugerează că boala ar putea apărea din competiția dintre două proteine cheie în interiorul celulelor cerebrale. Conform unui raport publicat de sciencealert.com, boala Alzheimer, cea mai comună formă de demență, a fost mult timp asociată cu acumularea a două proteine în creier: amiloid-beta și tau.
👉 Teoria unificatoare care conectează amiloid-beta și tau
Aceast nou studiu le leagă pe cele două, oferind o „teorie unificatoare” care, conform echipei de chimiști care o propune, rezolvă unele idei controversate despre Alzheimer. Peptidele amiloid-beta sunt fragmente lipicioase ale unei proteine mai mari care se aglutină pentru a forma plăci în creierul persoanelor cu Alzheimer. Se crede că aceste plăci pot apărea cu aproximativ 20 de ani înainte ca simptomele bolii să devină evidente.
Totuși, unele cercetări sugerează că încurcăturile 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 amiloid-beta. În mod normal, tau stabilizează microtubulele, structura internă a celulelor, dar în boala Alzheimer, tau se detașează de microtubule, blocând celulele.
👉 Rolul interacțiunii proteinelor în destabilizarea microtubulelor
Acești doi markeri caracteristici ai bolii Alzheimer au fost supuși recent criticilor, dar rămân un focus principal al cercetărilor – neuroștiințificii căutând să determine care formă apare prima, ce efecte au fiecare și dacă ele sunt cauza bolii sau doar un simptom al acesteia. „În plus față de demență, diagnosticul de Alzheimer necesită atât acumularea de amiloid-beta, cât și de tau în creier”, explică Ryan Julian, profesor de chimie la Universitatea din California, Riverside, și autor principal al studiului. „Dar multe laboratoare se concentrează pe rolul uneia și ignoră pe cealaltă.”
Pentru a investiga, Julian și colegii săi au realizat o serie de studii despre legarea proteinelor, concentrându-se pe modul în care amiloid-beta și tau interacționează în jurul microtubulelor. Observând că peptidele amiloid-beta semănau, din punct de vedere al secvenței, cu partea proteinelor tau care se leagă de microtubule, echipa a amestecat cele două proteine împreună în soluție, împreună cu tubulina, unitatea de bază a microtubulelor. „Lucrările noastre arată că amiloid-beta și tau concurează pentru aceleași locuri de legare pe microtubule și că aceasta poate împiedica tau să funcționeze corect”, spune Julian.
Folosind amiloid-beta etichetat fluorescent, cercetătorii au putut observa când peptidele amiloid-beta „fura” locurile de legare folosite în mod normal de proteinele tau. Cercetătorii au ‘tentat’, de asemenea, amiloid-beta cu o altă proteină comună, mioglobina, și au descoperit că peptidele amiloid-beta preferau în continuare să se lege de microtubule – ceea ce înseamnă că nu se legau doar de orice proteină din soluție.
Pe baza rezultatelor lor, cercetătorii își formulează ipoteza că ar fi putut găsi o soluție la dilema oul și puiul între peptidele amiloid-beta și încurcăturile tau – deși ar trebui să avem în minte că experimentele lor au fost realizate cu amestecuri de proteine purificate. Înțelegerea comportamentului proteinelor în interiorul celulelor este mult mai complicată.
Dacă peptidele amiloid-beta înlocuiesc tau de la locurile sale obișnuite de legare, așa cum sugerează aceste studii despre proteine, atunci aceasta ar putea explica modul în care tau se poate încurca în noduri și cum microtubulele devin destabilizate, perturbând funcțiile esențiale 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 ce este dislocat de amiloid-beta”, scriu Julian și colegii săi în lucrarea lor.
Ei sugerează, de asemenea, că această dislocare a tau, conducând la microtubule defecte, ar putea fi sursa principală a toxicității pentru celulele cerebrale – nu acumularea fie a plăcilor amiloid-beta sau a încurcăturilor tau (deși acestea contribuie la problemele celulelor). „Această nouă ipoteză contextualizează multe observații anterioare din literatură și rezolvă contradicțiile dintre ipotezele convenționale privind cauza de bază a bolii Alzheimer”, scriu Julian și colegii săi.
Această cercetare aduce o nouă perspectivă asupra rezultatelor trialurilor clinice care testează terapiile pentru Alzheimer ce au avut rezultate sub așteptări și studiile care au constatat că eliminarea plăcilor amiloid-beta nu pare să repare funcțiile esențiale ale creierului. Pe termen lung, dacă aceste descoperiri pot fi susținute cu studii suplimentare, lucrarea ar putea redirecționa eforturile pentru a dezvolta tratamente eficace pentru boala Alzheimer, care reprezintă până la 70% din cazurile de demență și nu are o cură cunoscută.
Interesant, studii recente pe animale au sugerat că litiul ar putea avea un efect protector, ajutând la stabilizarea microtubulelor. Astfel, dezvoltarea de terapii pentru a proteja aceste tuburi mici ar putea fi o abordare nouă de explorat, mai degrabă decât să se vizeze acumularea proteinelor, așa cum au făcut majoritatea terapiilor existente pentru Alzheimer. Studiul „ajută la clarificarea multor rezultate care păreau anterior nelegat”, conchide Julian. „Ne oferă o imagine mai clară a ceea ce s-ar putea întâmpla greșit în interiorul neuronilor și de unde ar putea începe noile tratamente.” Această cercetare a fost publicată în PNAS Nexus.