Zapalenie powoduje uszkodzenie tau w chorobie Alzheimera
Naukowcy odkryli mechanizm zapalenia, który wydaje się odgrywać kluczową rolę w tworzeniu toksycznych białek tau, które charakteryzują chorobę Alzheimera i inne choroby mózgu.
Choroba Alzheimera jest najczęstszą przyczyną demencji u osób starszych. Inne postacie obejmują demencję naczyniową, ciało Lewy'ego i otępienie czołowo-skroniowe (FTD).
Szacunki National Institute of Aging, który jest jednym z National Institutes of Health (NIH), sugerują, że ponad 5,5 miliona ludzi w Stanach Zjednoczonych cierpi na demencję spowodowaną chorobą Alzheimera.
Nowo odkryty mechanizm obejmuje kompleks białek zwany inflamasomem NLRP3.
W poprzednich badaniach zidentyfikowano już istotną rolę dużej cząsteczki w wyzwalaniu substancji zapalnych z jej lokalizacji w komórkach odpornościowych mózgu.
W ramach nowego badania naukowcy z Niemieckiego Centrum Chorób Neurodegeneracyjnych (DZNE) i Uniwersytetu w Bonn w Niemczech kierowali badaniami międzynarodowego zespołu nad inflamasomem NLRP3 w chorobie Alzheimera i FTD.
Przetestowali pośmiertne próbki mózgu od osób z FTD i bez. Wykorzystali również wyhodowane komórki mózgowe i myszy z charakterystycznymi cechami mózgu choroby Alzheimera i FTD.
Głównym badaczem był Michael T. Heneka, profesor Uniwersytetu w Bonn i dyrektor jego Oddziału Chorób Neurodegeneracyjnych i Gerontopsychiatrii.
Prof. Heneka jest także starszym autorem niedawnego Natura artykuł na temat nowych ustaleń.
W tym artykule badawczym on i jego koledzy opisują, jak białko tau przekształca się pod wpływem procesów zapalnych z układu odpornościowego mózgu.
Jedną z funkcji, które białka tau pełnią w zdrowych mózgach, jest pomoc w stabilizacji szkieletu komórki nerwowej lub neuronu.
Jednak w chorobie Alzheimera i FTD białka tau podlegają zmianom chemicznym, które powodują, że odrywają się od szkieletu komórkowego i zamiast tego sklejają się ze sobą. Bez stabilności mechanicznej komórka ostatecznie ginie.
Hiperfosforylacja
To, co sprawia, że białka tau odrywają się od rusztowań komórkowych i przyklejają do siebie, to proces zwany hiperfosforylacją, który zmienia skład chemiczny i zachowanie cząsteczek białka.
Fosforylacja jest kluczowym regulatorem aktywności białek w komórkach. Polega na dodawaniu i usuwaniu grup fosforanowych (PO4) w cząsteczce białka.
Hiperfosforylacja oznacza, że cząsteczka białka jest nasycona dodanymi grupami fosforanowymi (PO4). W tym stanie białko może zachowywać się w zupełnie inny sposób niż normalnie.
Nowe odkrycia ujawniają, że inflamasom NLRP3 wyzwala enzymy, które nasycają białka tau fosforanem do tego stopnia, że odrywają się od szkieletu komórkowego i tworzą skupiska.
„Wydaje się, że procesy zapalne, w których pośredniczy inflamasom, mają kluczowe znaczenie dla większości, jeśli nie wszystkich, chorób neurodegeneracyjnych z patologią tau” - mówi prof. Heneka.
Zespół sugeruje, że mechanizm jest szczególnie istotny w przypadku choroby Alzheimera. Choroba Alzheimera wyróżnia się dwiema cechami: toksycznymi płytkami białka beta-amyloidu, które tworzą się między komórkami mózgowymi i splątkami zbitego białka tau, które tworzą się wewnątrz komórek.
Ponadto blaszki beta-amyloidu zaczynają się tworzyć we wczesnych stadiach choroby Alzheimera, zanim białka tau zaczną się zlepiać.
Wcześniejsze prace niektórych członków zespołu już wskazywały na związek inflamasomu NLRP3 jako promotora akumulacji beta-amyloidu.
Brakujące powiązanie między beta-amyloidem i tau
Połączenie tych dwóch zestawów wyników ujawnia, że inflamasom NLRP3 jest wspólnym czynnikiem w tworzeniu blaszek beta-amyloidowych i splątków tau.
„Nasze wyniki potwierdzają hipotezę kaskady amyloidu w rozwoju choroby Alzheimera” - wyjaśnia prof. Heneka.
„Zgodnie z tą hipotezą”, kontynuuje, „złogi P-amyloidu ostatecznie prowadzą do rozwoju patologii tau, a tym samym do śmierci komórki”.
Sugeruje, że inflamasom jest „decydującym brakującym ogniwem”, które łączy procesy chorobowe beta-amyloidu i tau. „Przekazuje pałeczkę, że tak powiem” - zauważa.
Zespół przewiduje, że odkrycia te doprowadzą do nowych sposobów leczenia choroby Alzheimera i FTD poprzez ukierunkowanie na proces transformacji tau.
Prof. Heneka uważa, że powinno być możliwe opracowanie leków zwalczających patologię tau poprzez zmianę odpowiedzi immunologicznej.
„Wraz z rozwojem patologii tau zdolności umysłowe coraz bardziej się pogarszają. Dlatego gdyby można było powstrzymać patologię tau, byłby to ważny krok w kierunku lepszej terapii ”.
Prof. Michael T. Heneka
