Iekaisums izraisa tau bojājumus Alcheimera slimībā
Zinātnieki ir atraduši iekaisuma mehānismu, kas, šķiet, spēlē galveno lomu toksisko tau olbaltumvielu veidošanā, kas raksturo Alcheimera un citas smadzeņu slimības.
Alcheimera slimība ir visbiežākais demences cēlonis gados vecākiem pieaugušajiem. Citas formas ietver asinsvadu, Lewy ķermeni un frontotemporālo demenci (FTD).
Nacionālā novecošanas institūta, kas ir viens no Nacionālajiem veselības institūtiem (NIH), aplēses liecina, ka vairāk nekā 5,5 miljoniem cilvēku Amerikas Savienotajās Valstīs ir demence Alcheimera slimības dēļ.
Nesen atklātais mehānisms ir saistīts ar olbaltumvielu kompleksu, ko sauc par NLRP3 iekaisumu.
Iepriekšējie pētījumi jau bija identificējuši lielās molekulas būtisko lomu iekaisuma vielu iedarbināšanā no tās atrašanās smadzeņu imūnās šūnās.
Jaunajā pētījumā pētnieki no Vācijas Neirodeģeneratīvo slimību centra (DZNE) un Bonnas universitātes, abi Vācijā, vadīja starptautiskas komandas izmeklēšanu par NLRP3 iekaisuma sindromu Alcheimera slimībā un FTD.
Viņi pārbaudīja pēcnāves smadzeņu paraugus no cilvēkiem ar un bez FTD. Viņi izmantoja arī kultivētas smadzeņu šūnas un peles ar raksturīgām smadzeņu pazīmēm Alcheimera slimībai un FTD.
Vadošais izmeklētājs bija Maikls T. Heneka, Bonnas universitātes profesors un tās Neirodeģeneratīvo slimību un gerontopsihiatrijas departamenta direktors.
Prof. Heneka ir arī nesenā autora vecākais autors Daba dokuments par jaunajiem atklājumiem.
Šajā pētījumā viņš un viņa kolēģi apraksta, kā tau proteīns transformējas smadzeņu imūnsistēmas iekaisuma procesu ietekmē.
Viena no funkcijām, ko tau olbaltumvielas veic veselās smadzenēs, palīdz stabilizēt nervu šūnas vai neirona skeletu.
Tomēr Alcheimera un FTD tau olbaltumvielās notiek ķīmiskas izmaiņas, kas liek tiem atdalīties no šūnu skeleta un tā vietā turēties viens pie otra. Bez mehāniskas stabilitātes šūna galu galā iet bojā.
Hiperfosforilēšana
Tas, kas liek tau olbaltumvielām atdalīties no šūnu sastatnēm un pielipt viens otram, ir process, ko sauc par hiperfosforilēšanu, kas maina olbaltumvielu molekulu ķīmisko sastāvu un uzvedību.
Fosforilēšana ir galvenais olbaltumvielu aktivitātes regulators šūnās. Tas ietver fosfātu (PO4) grupu pievienošanu un noņemšanu uz olbaltumvielu molekulas.
Hiperfosforilēšana nozīmē, ka olbaltumvielu molekula ir piesātināta ar pievienotām fosfātu (PO4) grupām. Šajā stāvoklī olbaltumviela var uzvesties pavisam citādi nekā parasti.
Jaunie atklājumi atklāj, ka NLRP3 iekaisuma sindroms izraisa fermentus, kas piesātina tau olbaltumvielas ar fosfātu tiktāl, ka tie atdalās no šūnu skeleta un veido pikas.
"Izrādās, ka iekaisuma procesiem, ko ietekmē iekaisuma slimība, ir galvenā nozīme lielākajai daļai, ja ne visām, neirodeģeneratīvām slimībām ar tau patoloģiju," saka prof. Heneka.
Komanda norāda, ka mehānisms ir īpaši svarīgs Alcheimera slimībai. Alcheimera slimībā ir divas atšķirīgas iezīmes: toksiskas beta-amiloido olbaltumvielu plāksnes, kas veidojas starp smadzeņu šūnām, un salipušo tau olbaltumvielu mudžekļi, kas veidojas šūnu iekšienē.
Turklāt beta-amiloido plāksnes sāk veidoties Alcheimera slimības agrīnajā stadijā, pirms tau olbaltumvielas sāk sabiezēt.
Dažu komandas iepriekšējais darbs jau bija saistīts ar NLRP3 iekaisumu kā beta-amiloidu uzkrāšanās veicinātāju.
Trūkst saiknes starp beta-amiloidu un tau
Apvienojot abus secinājumus kopā, tiek atklāts, ka NLRP3 iekaisuma sindroms ir kopīgs faktors beta-amiloido plāksnīšu un tau pīņu veidošanā.
"Mūsu rezultāti atbalsta amiloido kaskādes hipotēzi Alcheimera slimības attīstībai," skaidro prof. Heneka.
"Saskaņā ar šo hipotēzi," viņš turpina, "[beta-amiloida] nogulsnes galu galā izraisa tau patoloģijas attīstību un līdz ar to arī šūnu nāvi."
Viņš ierosina, ka iekaisuma slimība ir “izšķirošā trūkstošā saite”, kas savieno beta-amiloidīda un tau slimības procesus. "Tā teikt, tas nodod stafeti," viņš atzīmē.
Komanda paredz šos atklājumus, kas noved pie jauniem Alcheimera un FTD ārstēšanas veidiem, mērķējot uz tau transformācijas procesu.
Prof. Heneka uzskata, ka jābūt iespējai izstrādāt zāles, kuru mērķis ir tau patoloģija, mainot imūnreakciju.
“Attīstoties tau patoloģijai, garīgās spējas arvien vairāk samazinās. Tāpēc, ja tau patoloģiju varētu ierobežot, tas būtu svarīgs solis labākas terapijas virzienā. ”
Prof. Maikls T. Heneka
