„Спонтана хемија“ може покренути Алцхајмерову болест
Упркос вишедеценијским истраживањима, Алцхајмерова болест још увек има многе мистерије. Недавна студија поставља питање да ли би спонтане промене у хемији протеина могле да помогну у објашњавању неуролошких обележја Алзхеимерове болести.
Алцхајмерова болест је најчешћи облик деменције; тренутно погађа око 5,5 милиона људи у Сједињеним Државама.
У садашњем стању нема лека, а истраживачи и даље покушавају да се ухвате у коштац са оним што чини Алцхајмерову крпеља.
Главни фокус медицинских истраживања били су плакови и преплете, маркери на бази протеина у Алзхеимеровом мозгу.
Недавни чланак, објављен у АЦС Централ Сциенце, пита да ли би се ове карактеристике могле појавити због онога што називају „спонтаном хемијом“.
Плакете и клупко
Плакови се састоје од протеина који се назива бета-амилоид. Ћелије обично уклањају овај протеин, али у Алцхајмеровом мозгу се држи заједно у накупинама између нервних ћелија.
Протеин зван тау формира неурофибриларне клупке, који се развијају унутар можданих ћелија. Тау је повезан са микротубулама, које су дугачке, танке цевасте структуре које пружају подршку ћелији.
Код Алцхајмерове болести тау је измењен и микротубуле се не могу правилно формирати; уместо тога, они формирају увијене нити.
Упркос релативно добром разумевању протеинских маркера Алзхеимерове болести, још увек није јасно зашто се они развијају.
Као што објашњава проф. Риан Р. Јулиан, водећи истраживач ове студије, „доминантна теорија, заснована на накупљању бета-амилоида, постоји већ деценијама, а покушано је на десетине клиничких испитивања заснованих на тој теорији, али сви су пропали “.
Лизозомско складиште
Иако су плакови и преплете готово имена домаћинстава, још један аспект Алцхајмерове болести је мање познат: складиштење лизосома.
Лизозоми, који се налазе у ћелијама, у основи су вреће ензима. Они делују као ћелијски систем за одлагање отпада уситњавањем старих или сломљених протеина и слањем компонентних делова на рециклажу.
Понекад лизозоми пропадају - ако генетске мутације ометају изградњу било ког од њихових ензима, то ствара лизосомске болести складиштења.
У овим ретким условима, протеини улазе у лизозоме да би се разложили, али пошто је одговарајући ензим неисправан или га уопште нема, протеини једноставно остају смештени унутар лизозома, спречавајући га да функционише. Ћелија бележи ову грешку и ствара нови лизозом. Ако и то не успе, поступак се понавља.
Временом се ћелија пуни неисправним лизозомима и умире. Ако се то догоди у неуронима - који се не деле - када умру, они се не замењују.
„Мозак људи који имају поремећај лизосомског складиштења […] и мозак људи који имају Алзхеимерову болест су слични, у смислу лизосомског складиштења.“
Проф. Риан Р. Јулиан
Према ауторима студије, ове сличности укључују „плодно складиштење неуспелих лизосомских тела, накупљање сенилних плакова и стварање неурофибриларних клупка“.
Они настављају, „У ствари, слике скенирајуће електронске микроскопије лизосомског складишта (у неуронима) готово се не могу разликовати између ове две болести.“
Суптилна, спонтана хемија
Истраживачи са Калифорнијског универзитета у Риверсајду верују да бета-амилоид и тау пролазе кроз хемијске промене које спречавају да их лизозоми разграђују; конкретно, подвргавају се изомеризацији или епимеризацији.
У обе ове хемијске промене, које се могу догодити спонтано, аминокиселине које чине протеине се мењају.
Промене су суптилне, али су довољне да спрече високо специфичне ензиме да их разграде. Професор Џулијан објашњава да је то „попут покушаја да се десна рука стави на леву руку“.
Спонтане хемијске промене ће се највероватније догодити у дуговечним протеинима, попут оних који су укључени у Алцхајмерову болест.
Иако научници знају да бета-амилоид и тау доживљавају ове промене, према проф. Јулиану, „нико никада није погледао да ли би ове модификације могле да спрече лизосоме да могу да разграде протеине“.
Важно је да се складиштење лизосома дешава пре формирања плакова, што аутори верују да наговештава да дисфункција лизосома може имати узрочну улогу.
Изомери и епимери
Коришћењем масене спектрометрије и течне хроматографије, научници су показали да изомеризоване или епимеризоване верзије бета-амилоида и тау, како је предвиђено, нису разграђене од лизосомских ензима.
Такође су извршили тестове у лизозомима живих ћелија миша. Још једном, хемијски измењени протеини нису били пропустљиви на ензимске моћи лизозома.
„Дуговечни протеини постају све проблематичнији са старењем и могли би да објасне складиштење лизосома виђено у Алцхајмеровој [...]. Ако смо у праву, то би отворило нове путеве за лечење и превенцију ове болести. “
Проф. Риан Р. Јулиан
Аутори се надају да би овај свежи приступ једног дана могао створити нови талас Алзхеимерових лекова.
Професор Јулиан верује да би складиштење лизосома могло бити спречено рециклирањем протеина „тако да они не седе довољно дуго да би прошли кроз ове хемијске модификације. Тренутно нису доступни лекови који стимулишу ову рециклажу. “
Ова студија нуди нови увид у то како и зашто Алзхеимерова болест може почети. Али, будући да је ово први пут да је студија истраживала складиштење лизосома и спонтане хемијске промене у тау и бета-амилоиду, проћи ће неко време пре него што доведе до ефикасне интервенције.
