Αλτσχάιμερ: Πώς μεγαλώνουν τα μπερδέματα tau;
Νέα έρευνα στο Εφημερίδα της Βιολογικής Χημείας διασπά τη διαδικασία μέσω της οποίας τα μπερδέματα tau μεγαλώνουν όσο συμβαίνουν. Τα ευρήματα μπορεί να οδηγήσουν σε νέες θεραπείες που στοχεύουν στο σχηματισμό συσσωματωμάτων tau στην ασθένεια του Alzheimer.
Ένα από τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα της νόσου του Alzheimer είναι τα λεγόμενα ταραγμένα ταυ. Το Tau είναι μια πρωτεΐνη που περιέχεται στους άξονες των νευρικών κυττάρων.
Πιο συγκεκριμένα, το tau βοηθά στη δημιουργία μικροσωληνίσκων - βασικές δομές που μεταφέρουν θρεπτικά μέσα στα νευρικά κύτταρα.
Σε έναν υγιή εγκέφαλο, η πρωτεΐνη tau βοηθά αυτούς τους μικροσωληνίσκους να παραμείνουν ίσιοι και δυνατοί. Αλλά στο Alzheimer's, το tau καταρρέει σε αδρανή που ονομάζονται σύγχυση. Όταν συμβεί αυτό, οι μικροσωληνίσκοι δεν μπορούν πλέον να διατηρήσουν τη μεταφορά θρεπτικών ουσιών και άλλων ουσιωδών ουσιών στα νευρικά κύτταρα, κάτι που τελικά οδηγεί σε κυτταρικό θάνατο.
Πόσο τοξικές και βλαβερές αυτές οι ταμπλέτες μπορεί να είναι, και πόσο μακριά μπορούν να εξαπλωθούν, εξαρτάται από το μήκος τους. Ωστόσο, μέχρι τώρα, οι επιστήμονες δεν ήξεραν γιατί ορισμένα μπερδεμένα ταυ είναι μακρύτερα από άλλα στο Αλτσχάιμερ ή πώς αυτά τα αδρανή αυξάνονται τόσο πολύ στην πρώτη θέση.
Αλλά τώρα, οι επιστήμονες στο Κρατικό Πανεπιστήμιο του Οχάιο στο Κολόμπους έχουν επινοήσει ένα μαθηματικό μοντέλο που τους βοήθησε να εξηγήσουν ποιες βιολογικές διεργασίες βρίσκονται πίσω από το σχηματισμό των ταγμάτων tau.
Η νέα έρευνα, που διεξήχθη από τους Carol Huseby, Jeff Kuret και Ralf Bundschuh, εξηγεί πώς τα μπερδέματα μεγαλώνουν και φτάνουν σε διάφορα μήκη.
Πώς τα ινίδια tau επιμηκύνονται
Ο Huseby και οι συνεργάτες του ξεκίνησαν με ένα βασικό μοντέλο συσσωμάτωσης tau δύο σταδίων. Το πρώτο βήμα αποτελείται από δύο πρωτεΐνες tau που συνδέονται αργά μεταξύ τους, και το δεύτερο βήμα περιλαμβάνει επιπλέον μόρια tau που συνδέονται με τις δύο πρωτεΐνες.
Οι ερευνητές επέκτειναν αυτό το βασικό μοντέλο για να συμπεριλάβουν επιπλέον τρόπους με τους οποίους συμπεριφέρονται τα ινίδια tau. Οι επιστήμονες έχουν περιγράψει προηγουμένως τα ινίδια ως «τα μπλέγματα που δεν έχουν μπλέξει».
Το τροποποιημένο μοντέλο προέβλεπε ότι η πρωτεΐνη tau θα διασπάται σε αρκετά μικρά ινίδια. Ωστόσο, οι ερευνητές γνώριζαν ότι κάτω από το μικροσκόπιο, τα μπερδεμένα ταυ αποκαλύπτουν μακρά ινίδια, όχι μικρά.
Έτσι, σε μια προσπάθεια να εξηγήσει την απόκλιση μεταξύ των προβλέψεων του μοντέλου και της μικροσκοπικής πραγματικότητας, οι ερευνητές αναρωτήθηκαν αν τα μικρότερα ινίδια ενώθηκαν μαζί για να σχηματίσουν μακριά ινίδια, με παρόμοιο τρόπο με τις επεκτάσεις μαλλιών.
Περαιτέρω πειράματα στα οποία οι επιστήμονες επισήμαναν τα ινίδια tau με χρώματα φθορισμού αποκάλυψαν ότι πράγματι τα μακρά ινίδια αποτελούσαν κοντύτερα ινίδια διαφορετικού χρώματος που είχαν ενώσει στα άκρα.
Από τη γνώση των συγγραφέων, αυτά τα ευρήματα δείχνουν για πρώτη φορά ότι τα ινίδια tau μπορούν να αυξηθούν σε μέγεθος προσθέτοντας περισσότερα από μία μόνο πρωτεΐνη κάθε φορά. Αντίθετα, τα μικρότερα ινίδια μπορούν να προσκολληθούν το ένα στο άλλο, επιμηκύνοντας ένα ινίδιο πιο γρήγορα.
Ο συν-συγγραφέας της μελέτης, Kuret, εξηγεί ότι τα ευρήματα μπορεί να ρίξουν φως στο πώς τα μπερδεμένα ταυ - και εμμέσως η ίδια η ασθένεια - μπορούν να εξαπλωθούν από το ένα κύτταρο στο άλλο. Μόλις ένα μακρύ ινίδιο «χωριστεί σε μικρά κομμάτια, αυτά μπορούν να διαχέονται, διευκολύνοντας την κίνησή τους από κύτταρο σε κύτταρο», λέει.
Επιπλέον, λένε οι ερευνητές, τα ευρήματα βοηθούν στη διασαφήνιση του τρόπου με τον οποίο τα ινίδια tau μπορούν να μεγαλώσουν σε εκατοντάδες νανόμετρα. Επίσης, αυτές οι γνώσεις μπορούν να οδηγήσουν σε μια νέα κατηγορία ναρκωτικών, η οποία θα μπορούσε να σταματήσει τη συγκέντρωση του tau.
Στο μέλλον, οι επιστήμονες σκοπεύουν να τροποποιήσουν το μοντέλο τους ώστε να λάβουν υπόψη τις πολλές αποχρώσεις που κάνουν την πρωτεΐνη tau τόσο περίπλοκη. Για παράδειγμα, αυτή η σειρά πειραμάτων χρησιμοποίησε μόνο έναν τύπο tau, αλλά υπάρχουν έξι ισομορφές της πρωτεΐνης. Επίσης, οι χημικές διεργασίες, όπως η φωσφορυλίωση, μπορούν να αλλάξουν περαιτέρω τη δομή της πρωτεΐνης.
