Alzheimerin tauti: mikä johtaa aivosolujen vaurioihin?
Tutkijat ovat paljastaneet mekanismin, jonka kautta myrkyllinen aivoproteiini, joka on Alzheimerin taudin tunnusmerkki, voi vahingoittaa hermosoluja tai aivosoluja.
Löydön tehnyt Ranskan Grenoble-neurotieteiden instituutin ryhmä ehdottaa myös potentiaalista tapaa aseiden riisumisesta taudin alkuvaiheessa.
Tutkimus koskee dendriittisten piikkien toimintaa, jotka ovat pieniä rakenteita aivosolujen haarautuvissa osissa, jotka vastaanottavat signaaleja muista aivosoluista.
Vaikuttaa siltä, että beeta-amyloidi, myrkyllinen proteiini, joka kerääntyy Alzheimerin tautia sairastavien ihmisten aivoihin, laukaisee mekanismin, joka häiritsee dendriittisten piikkien toimintaa.
Mekanismi poistaa kofiliini 1 -nimisen proteiinin käytöstä, ja tämän proteiinin aktiivisuus on ratkaisevan tärkeää dendriittisten piikkien terveelle toiminnalle.
Journal of Neuroscience on äskettäin julkaissut tutkimusta koskevan tutkimuksen.
Siinä kuvataan, kuinka joukkue käytti aivokudosnäytteitä hiirimalleista ja Alzheimerin tautia sairastavista ihmisistä tulokseensa.
Keskeinen havainto oli, että altistuminen beeta-amyloidipeptideille, jotka ovat myrkyllisen proteiinin rakennuspalikoita, johti kofiliinin 1 inaktiivisen muodon lisääntymiseen.
"Mitä enemmän", toteaa tutkimuksen toinen kirjoittaja José Martínez-Hernández, Ph.D., joka työskentelee nyt Baskimaan yliopiston biokemian ja molekyylibiologian laitoksella Espanjassa, "beeta-amyloidipeptidit johtavat vähemmän piikkejä pitkällä aikavälillä; kun ne lakkaavat toimimasta, ne menetetään vähitellen ajan myötä. "
Alzheimerin tauti tuhoaa aivoyhteydet
Alzheimerin tauti on peruuttamaton aivosairaus, joka pahenee ajan myötä. Se on yleisin dementian syy.
Tauti heikentää kykyä muistaa, ajatella ja suorittaa yksinkertaisia tehtäviä, kunnes Alzheimerin tautia sairastavat ihmiset eivät voi enää huolehtia itsestään. Useimmilla ihmisillä oireet alkavat 60-luvun puolivälissä.
Kansallisen ikääntymisinstituutin mukaan asiantuntijat uskovat, että Yhdysvalloissa on yli 5,5 miljoonaa Alzheimerin tautia sairastavaa ihmistä.
Eri dementian muodoilla on erilaiset tunnusmerkit. Alzheimerin taudissa erottavia piirteitä ovat beeta-amyloidin ja toisen tau-proteiinin toksinen kertyminen ja neuronien välisten yhteyksien menetys.
Neuronit välittävät tietoa aivoissa ja kuljettavat signaaleja aivoista muihin kehon osiin, kuten elimiin ja lihaksiin.
Miljardit aivojen neuronit kommunikoivat keskenään lähettämällä ja vastaanottamalla kemiallisia viestejä ”erikoistuneissa rakenteissa”, joita kutsutaan synapseiksi. Nämä rakenteet tulevat ja menevät ja vahvistuvat ja heikentyvät kokemuksesta riippuen.
Aivot tallentavat pitkäaikaista tietoa muuttamalla synapsien kemiaa ja rakennetta. Tutkijat uskovat, että synapsien dynaaminen ja vaihteleva luonne tukee muistia ja oppimista.
Synapsit, dendriittiset piikit ja sytoskeletit
Kun informaatio kulkee kemiallisten lähettiläiden muodossa synapsin läpi aivosolusta toiseen, haarautuvat rakenteet, joita kutsutaan dendriiteiksi, tuovat signaalit vastaanottavaan neuroniin.
Dendriittiset piikit ovat pieniä ulkonemia haarautuvissa rakenteissa, jotka vastaanottavat aktiivisesti signaaleja muista aivosoluista.
Viimeaikainen tutkimus paljastaa, kuinka toksinen beeta-amyloidi heikentää synapseja Alzheimerin taudista kärsivissä aivokudoksissa vähentämällä kofiliini 1 -proteiinin aktiivisuutta dendriittisissä piikoissa.
Aivosoluilla on sytoskeleton, joka ei vain ylläpidä niiden kolmiulotteista rakennetta, vaan on myös vastuussa aineiden dynaamisesta kulkeutumisesta solun sisällä.
Sytoskeleteilla on tämä kyky, koska ne koostuvat erittäin aktiivisista aktiinifilamenteista, jotka, kuten Martínez selittää, "ovat ankkuroituja, mutta liikkuvat jatkuvasti ikään kuin liukuportaat".
Cofilin 1 hajottaa filamentit erillisiksi aktiiniyksiköiksi, "tehtävä, joka pitää dynamiikan aktiivisena", hän lisää.
Kofiliinin 1 inaktivointi heikentää dendriittisiä piikkejä
Fosforylaatio tai fosforyyliryhmän lisääminen kofiliiniin 1 tekee kuitenkin proteiinista inaktiivisen.
Tutkijat havaitsivat, kuinka altistuminen beeta-amyloidipeptideille viljellyissä aivosoluissa johti fosforyloituneempaan kofiliiniin 1. Tämä vähensi aktiinifilamenttien dynaamisuutta ja heikensi vuorostaan dendriittisten piikkien kykyä vastaanottaa signaaleja.
Lisätutkimus paljasti, että entsyymi nimeltä Rho-assosioitunut proteiinikinaasi (ROCK) voisi olla kohde kofiliini 1: n fosforylaation vähentämisessä. Entsyymi aktivoi ja deaktivoi muut molekyylit fosforylaation avulla.
Testit lääkettä nimeltä Fasudil, joka estää ROCKin, osoittivat, että se kumosi vaikutukset, joita ryhmä havaitsi aktiinifilamenteissa.
Martínez sanoo, että tutkimustulokset tukevat käsitystä siitä, että ROCK: n ja kofiliini 1: n kohdentaminen Alzheimerin taudin alkuvaiheessa saattaa mahdollisesti estää beeta-amyloidin aiheuttamat vahingot dendriittisille piireille ja synapseille.
Hän ehdottaa, että lisätutkimukset lääkkeistä, jotka "lopettavat spesifisesti kofiliini 1: n fosforylaation" aivosoluissa, voivat olla lupaava tapa löytää uusia Alzheimerin taudin hoitoja.
"Emme ole keksineet toimintamekanismia, mutta olemme vahvistaneet, että kofiliini 1: n fosforylaatioreitin esto estää beeta-amyloidipeptideille altistumisen aiheuttamasta proteiinin deaktivaatiota ja siitä johtuvaa vaikutusta dendriittisten piikkien sytoskelettiin. ”
José Martínez-Hernández, Ph.D.
