"Spontaanne keemia" võib juhtida Alzheimeri tõbe
Vaatamata aastakümnete pikkustele uuringutele kätkeb Alzheimeri tõbi endiselt palju saladusi. Värskes uuringus küsitakse, kas spontaansed muutused valkude keemias võivad aidata selgitada Alzheimeri tõve neuroloogilisi tunnuseid.
Alzheimeri tõbi on kõige tavalisem dementsuse vorm; see mõjutab praegu hinnanguliselt 5,5 miljonit inimest Ameerika Ühendriikides.
Praegusel kujul ei ole ravi võimalik ja teadlased üritavad endiselt aru saada, mis Alzheimeri tõvest tiksub.
Meditsiiniuuringute põhirõhk on olnud naastud ja puntrad, Alzheimeri aju valgupõhised markerid.
Värske paber, avaldatud aastal ACSi keskteadus, küsib, kas need funktsioonid võivad ilmneda selle tõttu, mida nad nimetavad "spontaanseks keemiaks".
Tahvlid ja puntrad
Naastud koosnevad valgust, mida nimetatakse beeta-amüloidiks. Tavaliselt puhastavad selle valgu rakud, kuid Alzheimeri ajus kleepub see närvirakkude vahel klompideks.
Tau-nimeline valk moodustab ajurakkude sees arenevad neurofibrillaarsed puntrad. Tau on seotud mikrotuubulitega, mis on pikad, õhukesed torukujulised struktuurid, mis pakuvad rakule tuge.
Alzheimeri tõbi on tau muutunud ja mikrotuubulid ei saa õigesti moodustuda; selle asemel moodustavad nad keerutatud niidid.
Hoolimata Alzheimeri tõve valgumarkerite suhteliselt heast mõistmisest, pole siiski selge, miks need arenevad.
Nagu selgitab käesoleva uuringu juhtivteadur prof Ryan R. Julian: „Beeta-amüloidi kogunemisel põhinev domineeriv teooria on olnud kasutusel aastakümneid ja kümneid sellel teoorial põhinevaid kliinilisi uuringuid on üritatud, kuid kõik on läbi kukkunud. "
Lüsosomaalne ladustamine
Kuigi naastud ja sasipuntrad on peaaegu leibkonna nimed, on Alzheimeri tõve teine aspekt vähem tuntud: lüsosoomide ladustamine.
Rakkudes leiduvad lüsosoomid on põhiliselt ensüümikotid. Need toimivad raku jäätmete kõrvaldamise süsteemina, tükeldades vanad või purunenud valgud ja saates komponendid ringlusse.
Mõnikord ebaõnnestuvad lüsosoomid - kui geneetilised mutatsioonid segavad mõne nende ensüümi ehitamist, tekitab see lüsosoomide säilitamise haigusi.
Nendes haruldastes tingimustes sisenevad valgud lüsosoomidesse lagundamiseks, kuid kuna vastav ensüüm on vigane või puudub, jäävad valgud lihtsalt lüsosoomi sisse, takistades selle toimimist. Lahter märgib selle vea ja loob uue lüsosoomi. Kui ka see ebaõnnestub, korratakse protsessi.
Aja jooksul täidetakse rakk vigaste lüsosoomidega ja see sureb. Kui see juhtub neuronites - mis ei jagu -, siis kui nad surevad, ei asendata neid.
"Lüsosomaalse ladustamishäirega inimeste ajud […] ja Alzheimeri tõbe põdevate inimeste ajud on lüsosoomide ladustamise mõttes sarnased."
Prof Ryan R. Julian
Uuringu autorite sõnul hõlmavad need sarnasused "ebaõnnestunud lüsosomaalsete kehade rikkalikku säilitamist, seniilsete naastude kogunemist ja neurofibrillaarsete puntrate moodustumist".
Nad jätkavad: "Tegelikult on lüsosoomide salvestamise elektronmikroskoopia piltide skaneerimine (neuronites) kahe haiguse vahel praktiliselt eristamatu."
Peen, spontaanne keemia
Riverside'i California ülikooli teadlased usuvad, et beeta-amüloid ja tau läbivad keemilisi muutusi, mis takistavad lüsosoomide lagunemist; täpsemalt, nad läbivad isomerisatsiooni või epimeriseerimise.
Mõlemas spontaanselt toimuvas keemilises muutuses muutuvad valgud moodustavad aminohapped.
Muudatused on peened, kuid neist piisab, et vältida väga spetsiifiliste ensüümide lagundamist. Prof Julian selgitab, et see on nagu "proovida vasakukäelist kinnast paremale käele panna".
Spontaansed keemilised muutused toimuvad kõige tõenäolisemalt pikaealistes valkudes, näiteks Alzheimeri tõvega seotud valkudes.
Kuigi teadlased teavad, et beeta-amüloid ja tau kogevad neid muutusi, on prof Juliani sõnul "keegi kunagi uurinud, kas need modifikatsioonid võivad takistada lüsosoomide valkude lagundamist."
Oluline on see, et lüsosoomide ladustamine toimub enne naastude moodustumist, mis autorite arvates vihjab, et lüsosoomide düsfunktsioon võib mängida põhjuslikku rolli.
Isomeerid ja epimeerid
Massispektromeetria ja vedelikkromatograafia abil tõestasid teadlased, et beeta-amüloidi ja tau isomeeritud või epimeriseeritud versioone, nagu ennustati, ei lõhustanud lüsosomaalsed ensüümid.
Nad viisid läbi ka testid elusate hiirerakkude lüsosoomides. Taas olid keemiliselt muudetud valgud lüsosoomide ensümaatilistele jõududele läbimatud.
"Pikaealised valgud muutuvad vananedes problemaatilisemaks ja võivad arvestada Alzheimeri tõvega täheldatud lüsosoomide ladustumisega […]. Kui meil on õigus, avaks see selle haiguse raviks ja ennetamiseks uusi võimalusi. "
Prof Ryan R. Julian
Autorid loodavad, et see värske lähenemisviis võib ühel päeval tekitada uue laine Alzheimeri tõvest.
Prof Julian usub, et lüsosoomide ladustamist saab vältida valkude ringlussevõtu abil, „et nad ei istuks piisavalt kaua nende keemiliste modifikatsioonide läbimiseks. Praegu pole selle ringlussevõtu ergutamiseks saadaval ühtegi ravimit. ”
See uuring pakub värsket ülevaadet sellest, kuidas ja miks Alzheimeri tõbi võib alata. Kuid kuna see on esimene kord, kui uuringus on uuritud tau ja beeta-amüloidi lüsosoomide ladustumist ja iseeneslikke keemilisi muutusi, läheb veel aega, enne kui see viib tõhusa sekkumiseni.
