Alzheimeri tõbi: kuidas tau sasipuntrad kasvavad?
Uued uuringud Bioloogilise keemia ajakiri lagundab protsessi, mille kaudu tau-puntrad kasvavad, kuni nad kasvavad. Tulemused võivad viia uute ravimeetoditeni, mis on suunatud tau agregaatide moodustumisele Alzheimeri tõves.
Alzheimeri tõve üheks tunnuseks on nn tau-puntrad. Tau on valk, mis sisaldub närvirakkude aksonites.
Täpsemalt aitab tau moodustada mikrotuubuleid - olulisi struktuure, mis transpordivad toitaineid närvirakkudes.
Terves ajus aitab tau-valk neil mikrotuubulitel püsida sirgena ja tugevana. Kuid Alzheimeri tõbi laguneb tau agregaatideks, mida nimetatakse puntrateks. Kui see juhtub, ei suuda mikrotuubulid enam toitaineid ja muid olulisi aineid närvirakkudes transportida, mis viib lõpuks rakusurmani.
See, kui toksilised ja kahjustavad need tau-puntrad võivad olla ja kui kaugele nad levida võivad, sõltub nende pikkusest. Siiani ei teadnud teadlased, miks mõned tau-puntrad on Alzheimeri tõves teistest pikemad või kuidas need agregaadid üldse nii pikaks kasvavad.
Kuid nüüd on Columbuse Ohio osariigi ülikooli teadlased välja töötanud matemaatilise mudeli, mis on aidanud neil selgitada, millised bioloogilised protsessid peituvad tau puntras.
Uus uurimus, mille viisid läbi Carol Huseby, Jeff Kuret ja Ralf Bundschuh, selgitab, kuidas puntrad kasvavad ja ulatuvad erineva pikkuseni.
Kuidas tau fibrillid pikenevad
Huseby ja tema kolleegid alustasid tau agregatsiooni kaheastmelise põhimudeliga. Esimene etapp koosneb kahest aeglaselt seonduvast tau-valgust ja teine etapp hõlmab täiendavaid tau-molekule, mis kinnituvad kahe valgu külge.
Teadlased laiendasid seda põhimudelit, lisades täiendavaid viise tau-fibrillide käitumiseks. Teadlased on varem kirjeldanud fibrille kui “sasipuntrasid lahti”.
Muudetud mudel ennustas, et tau valk laguneb mitmeks lühikeseks fibrilliks.Teadlased teadsid siiski, et mikroskoobi all paljastavad tau-puntrad pikad, mitte lühikesed fibrillid.
Niisiis, püüdes selgitada lahknevust mudeli prognoositud ja mikroskoopilise reaalsuse vahel, mõtlesid teadlased, kas lühemad fibrillid liitusid pikkade fibrillide moodustamiseks sarnaselt juuksepikendustega.
Edasised katsed, mille käigus teadlased sildistasid tau-fibrillid fluorestseeruvate värvidega, näitasid, et tõepoolest koosnesid pikad fibrillid lühematest, erivärvilistest fibrillidest, mis olid otstega liitunud.
Autorite teada näitavad need leiud esimest korda, et tau-fibrillid võivad kasvada, lisades korraga rohkem kui ainult ühte valku. Pigem võivad lühemad fibrillid üksteise külge kinnituda, pikendades fibrilli kiiremini.
Uuringu kaasautor Kuret selgitab, et leiud võivad valgustada, kuidas tau sasipundar - ja kaudselt haigus ise - võib rakust teise levida. Kui pikk fibrill on "väikesteks tükkideks jaotatud, võivad need hajuda, hõlbustades nende liikumist rakust rakku", ütleb ta.
Lisaks väidavad teadlased, et leiud aitavad välja selgitada, kuidas tau-fibrillid võivad kasvada sadade nanomeetrite pikkuseks. Samuti võivad sellised teadmised viia uue ravimiklassini, mis võib peatada tau kogunemise.
Tulevikus plaanivad teadlased oma mudelit muuta, et võtta arvesse paljusid nüansse, mis muudavad tau-valgu nii keeruliseks. Näiteks kasutati selles katseseerias ainult ühte tüüpi tau, kuid valku on kuus isovormi. Ka keemilised protsessid, näiteks fosforüülimine, võivad valgu struktuuri veelgi muuta.
