Ar Alcheimera slimību un demenci saistītie nepareizi salocītie proteīni ir vairāk nekā iepriekš domāts

Gadu desmitiem Alcheimera slimības pētījumu vēsture ir bijusi vērsta uz cīņu starp amiloīdu A-beta un tau, kas abi var iznīcināt neironus un traucēt smadzeņu spēju darboties. Taču jauni pētījumi liecina, ka šīs lipīgās plāksnes smadzenēs, iespējams, nedarbojas vienas pašas.

Džona Hopkinsa universitātes pētnieki ir identificējuši vairāk nekā 200 nepareizi salocītu olbaltumvielu veidu žurkām, kas var būt saistīti ar ar vecumu saistītu kognitīvo spēju pasliktināšanos.

Šie atklājumi varētu pavērt ceļu jaunu terapeitisku mērķu un ārstēšanas metožu atklāšanai cilvēkiem, kas varētu atvieglot miljoniem cilvēku, kas vecāki par 65 gadiem un cieš no Alcheimera slimības, demences vai citām slimībām, kas novecojot atņem viņiem atmiņu un neatkarību.

"Amiloidi ir deformētu olbaltumvielu sakopojumi. Tie ir lieli, neglīti un viegli saskatāmi mikroskopā, tāpēc nav pārsteigums, ka tie piesaista mūsu uzmanību. Taču mēs redzam simtiem olbaltumvielu, kas ir nepareizi salocītas tā, ka neveido amiloidu sakopojumus, un tomēr šķiet, ka tie ietekmē smadzeņu darbību," sacīja Stīvens Frīds, ķīmijas docents un olbaltumvielu zinātnieks, kurš pēta, kā molekulas smadzenēs mainās līdz ar vecumu.

"Mūsu pētījumi liecina, ka amiloīdi ir tikai aisberga redzamā daļa."

Rezultāti tika publicēti žurnālā Science Advances.

Lai izprastu molekulārās atšķirības starp novecojošām smadzenēm, kas saglabā garīgo asumu, un tām, kuru smadzeņu darbība noriet, Frīds un viņa komanda pētīja 17 divus gadus vecas žurkas, kas audzētas vienā kolonijā. Septiņām žurkām bija slikti rezultāti atmiņas un problēmu risināšanas testos, un tās tika uzskatītas par kognitīvi traucētām, savukārt 10 žurkām bija tikpat labi rezultāti kā sešus mēnešus vecām žurkām.

Pēc tam pētnieki hipokampā, smadzeņu daļā, kas saistīta ar telpisko mācīšanos un atmiņu, izmērīja vairāk nekā 2500 olbaltumvielu veidu.

Pirmo reizi zinātnieki spēja noteikt lielam skaitam olbaltumvielu, vai atsevišķas olbaltumvielas bija deformētas vai nepareizi salocītas, ļaujot pētniekiem noteikt, kuras olbaltumvielas bija nepareizi salocītas visām žurkām un saistītas ar novecošanos kopumā, un kuras bija nepareizi salocītas tikai žurkām ar kognitīviem traucējumiem.

Kognitīvi traucētām žurkām vairāk nekā 200 olbaltumvielu bija deformētas, bet kognitīvi veselām žurkām tās saglabāja savu formu, un pētnieku teiktais liecina, ka daži no šiem proteīniem veicina kognitīvo spēju pasliktināšanos.

Nepareizi salocītas olbaltumvielas nevar veikt uzdevumus, kas nepieciešami šūnas pareizai funkcionēšanai, tāpēc šūnām ir dabiska uzraudzības sistēma, kas identificē un iznīcina šīs "nepareizās" olbaltumvielas. Iepriekš pētnieki uzskatīja, ka nepareizi salocītas olbaltumvielas – īpaši A-beta un tau – rada problēmas tikai tad, kad tās salīp kopā amiloīdos.

"Mēs domājam, ka ir daudz olbaltumvielu, kas var nepareizi salocīties, neveidot amiloīdu un joprojām radīt problēmas," sacīja Frīds. "Un tas liek domāt, ka šīs deformētās olbaltumvielas kaut kādā veidā izvairās no šīs uzraudzības sistēmas šūnā."

Tomēr tas, kā tieši šie nepareizi salocītie proteīni izkļūst no šūnas "drošības sistēmas", joprojām ir noslēpums.

Tālāk komanda plāno pētīt deformētos proteīnus augstas izšķirtspējas mikroskopos, lai iegūtu detalizētāku priekšstatu par to, kā to deformācijas izskatās molekulārā līmenī.

"Daudzi no mums ir piedzīvojuši, ka tuvinieks vai radinieks kļūst mazāk spējīgs veikt ikdienas uzdevumus, kuriem nepieciešamas kognitīvās spējas," sacīja Frīds.

"Izpratne par to, kas fiziski notiek smadzenēs, varētu novest pie labākas ārstēšanas un profilakses."