Alzheimerin tauti: Kuinka tau häiritsee aivosoluja?
Tutkijat ovat löytäneet aiemmin tuntemattoman mekanismin, jossa Alzheimerin tautiin liittyvä tau-proteiini vahingoittaa aivosoluja häiritsemällä niiden sisäistä viestintää.
Löydö valaisee tämän yleisen dementian syyn alkuperää, jonka tunnusmerkki on sotkeutuneiden tau-proteiinifilamenttien kertyminen aivoihin.
Löytö voi myös johtaa uusiin hoitoihin Alzheimerin taudille ja muille aivokudosta asteittain tuhoaville sairauksille, päättelevät tutkijat julkaisussaan heidän työstään, joka on nyt lehdessä Neuroni.
Charlestownin Massachusettsin yleissairaalan (MGH) ja Baltimoressa sijaitsevan Johns Hopkinsin lääketieteellisen koulun tutkijat johtivat tutkimusta, jonka tarkoituksena oli tutkia, miten tau-proteiini voi vaikuttaa aivosolujen vaurioihin.
Alzheimerin tauti ei häviä ja pahenee ajan myötä. Se on kuudenneksi yleisin aikuisten kuolinsyy Yhdysvalloissa, jossa tauti on arviolta 5,7 miljoonalla ihmisellä.
Alzheimerin taudin tarkkoja syitä ei vielä tunneta
Se, mikä aiheuttaa Alzheimerin taudin ja muiden dementian muotojen, on edelleen tieteen mysteeri. Todisteet viittaavat siihen, että kyseessä on yhdistelmä ympäristöä, geenejä ja elämäntapaa, ja eri tekijöillä on erilainen vaikutus eri ihmisillä.
Useimmissa Alzheimerin taudin oireissa ei ole oireita, ennen kuin ihmiset ovat yli 60-vuotiaita. Taudin riski kasvaa iän myötä nopeasti tämän jälkeen.
Aivotutkimukset tautia sairastavista - yhdessä aivokudoksen kuolemanjälkeisten analyysien kanssa - ovat paljastaneet paljon siitä, kuinka Alzheimerin tauti muuttaa ja vahingoittaa aivoja.
”Ikään liittyviä muutoksia” ovat: tulehdus; kutistuminen joillakin aivojen alueilla; epävakaiden, lyhytikäisten molekyylien, tunnettujen vapaiden radikaalien, luominen; ja häiriöt solun energiantuotannossa.
Alzheimerin tautia sairastavan ihmisen aivoissa on myös kaksi erottavaa ominaisuutta: solujen väliin muodostuvat amyloidiproteiiniplaketit ja solujen sisään muodostuvat tau-proteiinin punokset. Viimeaikainen tutkimus koskee jälkimmäistä.
Muutokset tau-käyttäytymiseen
Aivosoluilla tai neuroneilla on sisäiset rakenteet, jotka tunnetaan mikrotubuluksina ja jotka tukevat solua ja sen toimintaa. Ne ovat erittäin aktiivisia solukomponentteja, jotka auttavat kuljettamaan aineita solun kehosta osiin, jotka yhdistävät sen muihin soluihin.
Terveissä aivosoluissa tau-proteiini normaalisti "sitoutuu ja stabiloi" mikrotubuluksia. Tau käyttäytyy kuitenkin eri tavalla Alzheimerin taudissa.
Aivokemian muutokset saavat tau-proteiinimolekyylit tulemaan irti mikrotubuleista ja kiinnittymään toisiinsa.
Lopulta irrotetut tau-molekyylit muodostavat pitkät filamentit tai neurofibrillaariset sotkut, jotka häiritsevät aivosolun kykyä kommunikoida muiden solujen kanssa.
Uusi tutkimus tuo esiin mahdollisuuden, että Alzheimerin taudissa tau häiritsee vielä yhden mekanismin, johon liittyy viestintä aivosolun ytimen ja sen kehon välillä.
Viestintä solun ytimen kanssa
Solutuma kommunikoi muun solun kanssa käyttämällä rakenteita, joita kutsutaan ydinhuokosiksi, jotka käsittävät yli 400 erilaista proteiinia ja hallitsevat molekyylien liikkumista.
Tutkimukset amyotrofisen lateraaliskleroosin, frontotemporaalisen ja muun tyyppisten dementioiden syistä ovat osoittaneet, että näiden ydinhuokosien puutteet ovat jotenkin mukana.
Äskettäin tehty tutkimus paljastaa, että eläin- ja ihmissoluilla, joilla on Alzheimerin tauti, on vialliset ydinhuokoset ja että vika liittyy tau-kertymiseen aivosolussa.
"Sairausolosuhteissa", kertoo toisen tutkimuksen kirjoittaja Bradley T. Hyman, MGH: n Alzheimerin yksikön johtaja, "näyttää siltä, että tau on vuorovaikutuksessa ydinhuokosten kanssa ja muuttaa sen ominaisuuksia."
Hän ja hänen kollegansa havaitsivat, että tau: n läsnäolo häiritsee ydinhuokosien järjestäytynyttä rakennetta, joka sisältää päärakenteen Nup98. Alzheimerin taudin soluissa näitä huokosia oli vähemmän ja ne, jotka siellä olivat, taipuivat tarttumaan toisiinsa.
”Mislocalized” Nup98
He havaitsivat myös toisen utelias muutoksen, johon Nup98 liittyi Alzheimerin taudin aivosoluissa. Soluissa, joissa on aggregaatiota tau, Nup98 "paikoitettiin väärin" sen sijaan, että se pysyisi ydinhuokosissa.
He paljastivat, että tämä ominaisuus oli liioiteltu enemmän ihmisten aivokudoksessa, jotka olivat kuolleet Alzheimerin taudin äärimmäisissä muodoissa.
Lopuksi, kun lisättiin ihmisen tau jyrsijän aivosolujen eläviin viljelmiin, tutkijat havaitsivat, että se aiheutti Nup98: n väärinkäytön solurungossa ja häiritsi molekyylien kulkeutumista ytimeen.
Tämä oli osoitus "toiminnallisesta yhteydestä" tau-proteiinin läsnäolon ja ydinkuljetusmekanismin vaurioiden välillä.
Kirjoittajat huomauttavat kuitenkin, että ei ole selvää, esiintyykö tutkimuksessa paljastunut Nup98-tau-vuorovaikutus vain taudin takia vai onko kyseessä normaali mekanismi, joka käyttäytyy äärimmäisen tavalla tautiolosuhteissa.
He päättelevät:
"Yhteenvetona tietomme tarjoavat epätavanomaisen mekanismin tau-indusoimaan hermoston rappeutumiseen."
