Przez dziesięciolecia historia badań Alzheimera była zdominowana przez bitwę między amyloidami A-beta i tau, z których oba mogą zabić neurony i wpływać na zdolność mózgu do funkcjonowania. Nowe badanie sugeruje jednak, że te lepkie płytki mózgowe mogą nie działać samodzielnie.
Naukowcy z Johns Hopkins University zidentyfikowali ponad 200 rodzajów nieprawidłowych białek u szczurów, które mogą być związane ze spadkiem poznawczym związanym z wiekiem.
Odkrycia mogą prowadzić do znalezienia nowych celów terapeutycznych i zabiegów u ludzi, które mogłyby przynieść ulgę milionom osób powyżej 65 lat, które cierpią z powodu choroby Alzheimera, demencji lub innych chorób, które pozbawiają ich ich wspomnień i niezależności w miarę starzenia się.
„Amyloidy są gromadzeniem się zniekształconych białek. Są duże, brzydkie i łatwe do zobaczenia pod mikroskopem, więc ma sens, że przykuwają naszą uwagę. Ale widzimy, jak setki białek błędnie zawieszały się w sposób, który nie skupia się razem w amyloidu, a jednak wydają się wpływać na to, jak mózg funkcjonuje mózg” – powiedział Stephen Fied, asystent profesora chemii i białka, które uczęszczają na to, jak wieloletnie zmienia się w mózgu. „Nasze badania pokazują, że amyloidy są tylko wierzchołkiem góry lodowej”.
Wyniki zostały opublikowane 11 lipca w Science Advances.
Aby zrozumieć różnice molekularne między starszymi mózgami, które są ostre psychicznie, a tymi, które doświadczają upadku, Fried i jego zespół badali 17 2-letnich szczurów, które dorastały w tej samej kolonii. Siedem szczurów źle wykonało testy pamięci i rozwiązywania problemów i zostały uznane za upośledzone poznawczo, a 10 wykonywano, a także 6-miesięczne szczury.
Następnie naukowcy zmierzyli ponad 2500 rodzajów białka w hipokampie, część mózgu związana z uczeniem się przestrzennym i pamięcią. Po raz pierwszy naukowcy byli w stanie ustalić dużą liczbę białek, czy poszczególne białka były błędnie zniekształcone, czy złożone, umożliwiając naukowcom ustalenie, które białka źle roztworzy dla wszystkich szczurów i są związane ze starzeniem się w ogóle, w porównaniu z tym, które białka specjalnie źle rozbieżne u szczurów poznawczo.
Ponad 200 białek zostało nieprawidłowo sfałdowanych u szczurów z zaburzenia poznawczo, ale utrzymywało swoje kształty u zdrowych szczurów. Naukowcy twierdzą, że ustalenia sugerują, że niektóre z tych białek przyczyniają się do spadku poznawczego.
Niewłaścite fałdowanie białka nie są w stanie wykonywać zadań niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania komórki, więc komórki mają naturalny system nadzoru, który identyfikuje i niszczy te źle zachowujące się białka. Wcześniej naukowcy sądzili, że źle sfałdowane białka-szczególnie białka A-beta i tau-były zakłócające tylko wtedy, gdy zlepiły się w amyloidy.
„Uważamy, że istnieje wiele białek, które można nieprawidłowo fałdować, nie tworzyć amyloidów i nadal być problematyczne” – powiedział Fried. „I to sugeruje, że te nieprawidłowe białka mają sposoby ucieczki z tego systemu nadzoru w komórce”.
Ale dokładnie to, jak te niewłaściwe białka przesuwają się obok systemu bezpieczeństwa komórki, pozostaje tajemnicą.
Następnie zespół planuje spojrzeć na nieprawidłowe białka pod mikroskopami o wysokiej rozdzielczości, aby uzyskać bardziej szczegółowy obraz tego, jak wyglądają ich deformacje na poziomie molekularnym.
„Wielu z nas doświadczyło ukochanej osoby lub krewnego, który stał się mniej zdolny do wykonywania tych codziennych zadań wymagających zdolności poznawczych” – powiedział Fried. „Zrozumienie tego, co dzieje się fizycznie w mózgu, może prowadzić do lepszych metod leczenia i środków zapobiegawczych”.