Αλτσχάιμερ: Ρόλο στην εξάπλωση της νόσου φαίνεται να παίζει το νερό γύρω από την πρωτεΐνη ταυ
Αμερικανοί ερευνητές εντόπισαν ένα «hotspot» στην πρωτεΐνη ταυ, που καλύπτεται από νερό και φαίνεται να καθοδηγεί τον σχηματισμό ινιδίων. Η έρευνα είναι σε πρώιμο στάδιο.
Το νερό που περιβάλλει την πρωτεΐνη ταυ ίσως συμβάλλει στην εξάπλωση της νόσου Αλτσχάιμερ στον εγκέφαλο, σύμφωνα με νέα μελέτη ερευνητών του Northwestern University και του University of California, Santa Barbara. Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό PNAS και υποδεικνύουν ένα συγκεκριμένο σημείο της πρωτεΐνης που θα μπορούσε στο μέλλον να αποτελέσει στόχο για φάρμακα.
Στον εγκέφαλο ανθρώπων με Αλτσχάιμερ και με ορισμένες άλλες μορφές άνοιας, δύο πρωτεΐνες, το β-αμυλοειδές και η ταυ, παύουν να λειτουργούν σωστά. Δεν είναι ακόμη σαφές αν οι ανωμαλίες αυτές προκαλούν τη νόσο ή αν αποτελούν συνέπειά της. Η ταυ διπλώνεται στο λάθος σχήμα και συγκεντρώνεται σε μικροσκοπικά νημάτια, τα ινίδια, μέσα στα εγκεφαλικά κύτταρα, τα οποία τελικά πεθαίνουν. Το ερώτημα που παρέμενε αναπάντητο ήταν πώς εξαπλώνεται αυτό το λάθος δίπλωμα.
Ένα σημείο που απωθεί το νερό, αλλά καλύπτεται από αυτό
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι πρωτεΐνες ταυ με ορισμένες μεταλλάξεις παραμορφώνονται ευκολότερα και διαθέτουν ένα ευαίσθητο σημείο, ένα είδος «hotspot», μέσω του οποίου μπορούν να συνδεθούν μεταξύ τους. Το παράδοξο είναι ότι το σημείο αυτό απωθεί το νερό, αλλά παρ' όλα αυτά περιβάλλεται από αυτό.
Η φυσικοχημικός Songi Han εξηγεί ότι το σημείο πρέπει να προστατεύεται, διαφορετικά η πρωτεΐνη καταρρέει. Το νερό σχηματίζει γύρω του ένα σταθεροποιητικό κάλυμμα και τα καλύμματα αυτά έλκονται μεταξύ τους. Όταν το νερό απελευθερωθεί, οι πρωτεΐνες ενώνονται και σχηματίζουν τη σκληρή δομή των ινιδίων.
Η ομάδα μελέτησε ένα τμήμα μεταλλαγμένης ταυ που αποτελείται από 19 αμινοξέα, συνδυάζοντας εργαστηριακές δοκιμές με προσομοιώσεις σε υπολογιστή. Στόχος ήταν να παρατηρηθεί πώς οι πρωτεΐνες περνούν από μια μαλακή και άμορφη κατάσταση σε μια ακίνητη, στοιβαγμένη δομή.
Πώς εξελίσσεται η διαδικασία
Η σύνδεση γίνεται σε στάδια. Το πρώτο συμβαίνει στο «hotspot» που καλύπτεται από νερό και απελευθερώνει ενέργεια. Η ενέργεια αυτή «στρατολογεί» μια νέα πρωτεΐνη ταυ και ξεκινά το λάθος δίπλωμα. Για να συνεχιστεί η διαδικασία, κάθε πρωτεΐνη πρέπει να στοιβάζεται ακριβώς με το ίδιο σημείο της προηγούμενης· αν υπάρξει έστω μικρή ασυμφωνία στην ευθυγράμμιση, το ινίδιο σταματά να μεγαλώνει.
Όταν πεθαίνουν τα κύτταρα που περιέχουν τέτοια ινίδια, αυτά απελευθερώνονται και ξεκινούν την ίδια διαδικασία σε άλλους νευρώνες, με αποτέλεσμα το πρόβλημα να εξαπλώνεται σταδιακά στον εγκέφαλο.
Το πιο ελπιδοφόρο εύρημα προέκυψε όταν οι ερευνητές κάλυψαν το «hotspot» με μια χημική ετικέτα και διαπίστωσαν ότι τα ινίδια σταμάτησαν να αναπτύσσονται. Αν οι πρωτεΐνες που τείνουν να συσσωματώνονται έχουν πάντα το ίδιο σημείο σύνδεσης, τότε υπάρχει διαρκώς ένα σημείο που μπορεί να στοχευτεί. Η έρευνα βρίσκεται σε πολύ πρώιμο στάδιο και δεν πρόκειται για έτοιμη θεραπεία, ωστόσο δείχνει ότι θα μπορούσαν κάποτε να σχεδιαστούν φάρμακα που εμποδίζουν τη σύνδεση και περιορίζουν την εξάπλωση.
Η δυσκολία της μελέτης της νόσου
Οι ερευνητές προτείνουν και τη δημιουργία συνθετικών ινιδίων ταυ, που θα διευκόλυναν τη μελέτη του Αλτσχάιμερ και της άνοιας γενικότερα. Σήμερα η μελέτη των ανώμαλων πρωτεϊνών είναι δύσκολη: ο εγκέφαλος ενός ζωντανού ασθενούς είναι σχεδόν απρόσιτος, ενώ στους εγκεφάλους που δωρίζονται μετά τον θάνατο οι διεργασίες της νόσου έχουν ήδη σταματήσει. Επιπλέον, ινίδια που μοιάζουν με αυτά της νόσου δεν παράγονται εύκολα στο εργαστήριο.
«Για να θεραπεύσεις μια ασθένεια, πρέπει να μπορείς να την αναπαράγεις», δήλωσε η Songi Han. Όπως είπε η ίδια, στόχος της ομάδας είναι να περιγράψει την αρχή λειτουργίας του μηχανισμού, ώστε άλλοι ερευνητές να βρουν λύσεις πιο γρήγορα. Ο δρόμος μέχρι ένα φάρμακο παραμένει μακρύς.
