Alzheimeri tõbi: kuidas tau ajurakke häirib?
Teadlased on leidnud seni tundmatu mehhanismi, milles Alzheimeri tõvega seotud valk tau kahjustab ajurakke, häirides nende sisekommunikatsiooni.
Avastus heidab uut valgust selle kõige tavalisema dementsuse põhjuse päritolule, mille tunnuseks on sassis tau-valgusfilamentide kogunemine ajus.
See järeldus võib viia ka Alzheimeri tõve ja teiste ajukoe järk-järgult hävitavate haiguste uute raviviisideni, järeldavad teadlased oma töö kohta ajakirjas nüüd avaldatud artiklis Neuron.
Charlestowni Massachusettsi üldhaigla (MGH) ja Baltimore'is asuva Johns Hopkinsi meditsiinikooli teadlased viisid läbi uuringu, mille eesmärk oli uurida, kuidas tau-valk võib ajurakkude kahjustada.
Alzheimeri tõbi ei kao ja süveneb aja jooksul. See on täiskasvanute levinum surmapõhjus Ameerika Ühendriikides, kus seda haigust on hinnanguliselt 5,7 miljonil inimesel.
Alzheimeri tõve täpsed põhjused pole siiani teada
Mis täpselt põhjustab Alzheimeri tõbe ja muid dementsuse vorme, on teaduse jaoks endiselt mõistatus. Tõendid viitavad sellele, et tegemist on keskkonna, geenide ja elustiili kombinatsiooniga, kusjuures erinevatel teguritel on erinevatel inimestel erinev mõju.
Enamik Alzheimeri tõbe ei näita sümptomeid enne, kui inimesed on 60-aastased ja vanemad. Haigestumise oht suureneb pärast seda vanusega kiiresti.
Haigestunud inimeste ajuuuringud - koos ajukoe surmajärgse analüüsiga - on palju paljastanud, kuidas Alzheimeri aju muutub ja kahjustab.
Vanusega seotud muutused hõlmavad järgmist: põletik; kahanemine mõnes ajupiirkonnas; ebastabiilsete, lühiajaliste, vabade radikaalidena tuntud molekulide loomine; ja rakuenergia tootmise katkestamine.
Alzheimeri tõvega inimese ajul on ka kaks eripära: rakkude vahel moodustuvad amüloidvalgu naastud ja rakkude sees moodustuvad tau-valgu puntrad. Viimane uuring puudutab viimast.
Muutused tau käitumises
Ajurakkudel ehk neuronitel on mikrotuubulitena tuntud sisemised struktuurid, mis toetavad rakku ja selle funktsiooni. Need on üliaktiivsed rakukomponendid, mis aitavad aineid raku kehast välja viia osadesse, mis ühendavad seda teiste rakkudega.
Tervetes ajurakkudes seondub tau-valk tavaliselt mikrotuubulitega ja stabiliseerib neid. Tau käitub Alzheimeri tõve puhul siiski erinevalt.
Ajukeemia muutused panevad tau-valgu molekulid mikrotuubulitest eemale ja kleepuvad selle asemel üksteise külge.
Lõpuks moodustavad irdunud tau molekulid pikad filamendid ehk neurofibrillaarsed sasipuntrad, mis häirivad ajuraku võimet suhelda teiste rakkudega.
Uus uuring tutvustab võimalust, et Alzheimeri tõve korral rikub tau veel ühe mehhanismi, mis hõlmab ajuraku tuuma ja selle keha vahelist suhtlust.
Suhtlemine rakutuumaga
Rakutuum suhtleb ülejäänud rakuga, kasutades tuumapoorideks nimetatud struktuure, mis sisaldavad enam kui 400 erinevat valku ja kontrollivad molekulide liikumist.
Amüotroofse lateraalskleroosi, frontotemporaalse ja muud tüüpi dementsuse põhjuste uuringud on näidanud, et nende tuumapooride puudused on kuidagi seotud.
Värskest uuringust selgub, et Alzheimeri tõvega looma- ja inimrakkudel on vigased tuumapoorid ja see viga on seotud tau akumulatsiooniga ajurakku.
"Haigustingimustes," selgitab MGH-i Alzheimeri üksuse juhataja kaasvanema uuringu autor Bradley T. Hyman, "näib, et tau suhtleb tuumapooriga ja muudab selle omadusi."
Ta ja tema kolleegid avastasid, et tau olemasolu rikub peamist struktuurvalku Nup98 sisaldavate tuumapooride korrastatud struktuuri. Alzheimeri tõve rakkudes oli neid poore vähem ja need, mis seal olid, kippusid üksteise külge kinni jääma.
‘Valimatu’ Nup98
Samuti täheldasid nad Alzheimeri tõve ajurakkudes veel ühte kurioosset muutust, mis hõlmas Nup98-d. Agregeeritud tau-ga rakkudes Nup98 "valesti paigutatud", selle asemel, et jääda tuuma pooridesse.
Nad paljastasid, et see funktsioon oli Alzheimeri tõve äärmuslikumate vormide tõttu surnud inimeste ajukoes liialdatud.
Lõpuks, kui nad lisasid näriliste ajurakkude elusatesse kultuuridesse inimese tau, leidsid teadlased, et see põhjustas Nup98 valesti paiknemise rakukehas ja häiris molekulide transporti tuuma.
See oli tõend „funktsionaalsest seosest“ tau valgu olemasolu ja tuuma transpordimehhanismi kahjustamise vahel.
Autorid märgivad siiski, et pole selge, kas uuringus paljastatud Nup98-tau interaktsioon toimub lihtsalt haiguse tõttu või on see normaalne mehhanism, mis käitub haigusseisundites äärmuslikult.
Nad järeldavad:
"Kokkuvõttes pakuvad meie andmed ebatavalist mehhanismi tau-indutseeritud neurodegeneratsiooniks."
