Voda bi mogla biti ključ širenja Alzhajmerove bolesti u mozgu

Tim naučnika sa Univerziteta Northwestern i Univerziteta Kalifornije u Santa Barbari objavio je u časopisu PNAS istraživanje koje donosi novo objašnjenje kako se protein tau, jedan od glavnih „aktera" Alzhajmerove bolesti i nekih drugih oblika demencije, širi kroz mozak. Ključnu ulogu u tom procesu, pokazuje studija, igra voda.

Kod oboljelih od Alzhajmera i nekih drugih oblika demencije proteini tau i amiloid-beta počinju se čudno ponašati — iako nije jasno jesu li te abnormalnosti uzrok bolesti ili njena posljedica. Protein tau pritom počinje se pogrešno savijati i skupljati u niti zvane fibrili unutar moždanih ćelija, koje na kraju odumiru. Fibrili su kruta vlakna nagomilanog proteina, a amiloid-beta je protein koji se, poput taua, nakuplja u mozgu oboljelih. Dugo se nije znalo kako se to pogrešno savijanje prenosi s ćelije na ćeliju.

Istraživači su sada utvrdili da su proteini tau s određenim mutacijama podložniji pogrešnom savijanju te da na tim proteinima postoje tzv. vruće tačke — mjesta koja odbijaju vodu, ali ih voda ipak prekriva zaštitnim „čepom". Kada se ta voda oslobodi, proteini se vežu jedni za druge i pretvaraju u kruta vlakna.

„Imate određeno mjesto koje voda ne može potpuno prekriti jer ga ne voli. Ali to mjesto mora biti zaštićeno, jer u suprotnom protein propada", objasnila je Songi Han, fizički hemičarka sa Univerziteta Northwestern. Kako je dodala, voda gradi stabilizujući čep oko tog mjesta, a ti se vodeni čepovi međusobno privlače.

Potencijalni cilj za nove lijekove

Istraživači su proučavali fragment mutiranog tau proteina od 19 aminokiselina, kombinujući laboratorijske testove s računarskim modeliranjem. Proces povezivanja odvija se u fazama, a oslobođena energija regrutuje novi tau protein i pokreće njegovo pogrešno savijanje.

„Proteini se moraju pogrešno saviti i uredno složiti u fibrile kako bi se produžavali prenoseći isti pogrešno savijeni oblik, a to može trajati zauvijek samo ako se isto mjesto proteina slaže na isto mjesto", objasnila je Han. „Ako postoji i najmanja neusklađenost u poravnanju oblika tau koji se slažu na kraj fibrila, struktura će na kraju prestati rasti."

Dodatni testovi pokazali su da hemijska oznaka preko vruće tačke zaustavlja rast fibrila. To otvara mogućnost razvoja lijekova koji bi ciljali upravo to mjesto vezivanja i spriječili širenje procesa.

„Kada znate da proteini tau skloni agregaciji uvijek imaju vruću tačku koja se prva privlači na isto mjesto taua složenog u fibrile, onda znate da uvijek postoji dio proteina na koji možete ciljati kako biste ga neutralizirali", rekla je Han. „Ako znate gdje blokirati njegovo pogrešno savijanje, možete ga blokirati i spriječiti širenje."

Kada ćelije s fibrilima odumru, fibrili se oslobađaju i pokreću isti proces u drugim neuronima, pa se bolest proširuje mozgom.

Istraživači predlažu i stvaranje sintetskih tau fibrila kojima bi se lakše proučavalo napredovanje demencije, budući da je proučavanje tkiva živih pacijenata izuzetno teško, a u mozgovima doniranim nakon smrti svi procesi bolesti su se već zaustavili. „Da bi se bolest izliječila, mora se moći ponovno stvoriti", rekla je Han, dodavši da njen tim nastoji objasniti princip rada kako bi drugi naučnici brže i racionalnije dolazili do rješenja.