Οι επιστήμονες προσπαθούν εδώ και καιρό να καταλάβουν τι ακριβώς συμβαίνει μέσα στον εγκέφαλο των ανθρώπων με Αλτσχάιμερ. Μια νέα μελέτη δίνει μια πιθανή απάντηση σε ένα από τα μεγαλύτερα ερωτήματα, εμπλέκοντας κάτι εντελώς καθημερινό, το νερό.
Στον εγκέφαλο των ανθρώπων με Αλτσχάιμερ και ορισμένες άλλες μορφές άνοιας, δύο πρωτεΐνες, το β-αμυλοειδές και η ταυ (tau), παύουν να λειτουργούν σωστά. Δεν είναι ακόμα σαφές αν αυτές οι ανωμαλίες προκαλούν τη νόσο ή αν είναι απλώς συνέπειά της. Στην περίπτωση της ταυ, η πρωτεΐνη διπλώνεται στο λάθος σχήμα και μαζεύεται σε μικροσκοπικά νημάτια, τα ινίδια, μέσα στα εγκεφαλικά κύτταρα, τα οποία τελικά πεθαίνουν. Το ερώτημα που έμενε αναπάντητο ήταν πώς εξαπλώνεται αυτό το λάθος δίπλωμα στον εγκέφαλο.
Ένα σημείο που απωθεί το νερό αλλά δεν μπορεί χωρίς αυτό
Ερευνητές του Northwestern University και του University of California, Santa Barbara, δημοσίευσαν στο επιστημονικό περιοδικό PNAS μια μελέτη που ίσως δίνει την απάντηση. Διαπίστωσαν ότι οι πρωτεΐνες ταυ με ορισμένες μεταλλάξεις παραμορφώνονται ευκολότερα και ότι διαθέτουν ένα ευαίσθητο σημείο, ένα είδος hotspot, μέσω του οποίου μπορούν να συνδεθούν μεταξύ τους.
Το παράδοξο είναι ότι αυτό το σημείο απωθεί το νερό, αλλά παρόλα αυτά καλύπτεται από αυτό. Όπως εξηγεί η φυσικοχημικός Songi Han, το σημείο πρέπει να προστατεύεται, αλλιώς η πρωτεΐνη καταρρέει. Το νερό σχηματίζει γύρω του ένα σταθεροποιητικό κάλυμμα και αυτά τα καλύμματα έλκονται μεταξύ τους. Όταν το νερό απελευθερωθεί, οι πρωτεΐνες ενώνονται και σχηματίζουν τη σκληρή δομή των ινιδίων.
Πώς δουλεύει η αλυσίδα και η ελπίδα για νέα φάρμακα
Η ομάδα μελέτησε ένα τμήμα μεταλλαγμένης ταυ που αποτελείται από 19 αμινοξέα, συνδυάζοντας εργαστηριακές δοκιμές με προσομοιώσεις σε υπολογιστή. Ήθελαν να δουν πώς οι πρωτεΐνες περνούν από μια μαλακή και άμορφη κατάσταση σε μια ακίνητη, στοιβαγμένη δομή.
Η σύνδεση γίνεται σε στάδια. Το πρώτο συμβαίνει στο hotspot που καλύπτεται από νερό και απελευθερώνει ενέργεια. Αυτή η ενέργεια χρησιμοποιείται για να «στρατολογηθεί» μια νέα ταυ και να ξεκινήσει το λάθος δίπλωμα. Για να συνεχιστεί η διαδικασία, κάθε πρωτεΐνη πρέπει να στοιβάζεται με το ίδιο ακριβώς σημείο της προηγούμενης. Αν υπάρξει έστω και μια μικρή ασυμφωνία στην ευθυγράμμιση, το ινίδιο σταματά να μεγαλώνει. Όταν τα κύτταρα που κρατούν τέτοια ινίδια πεθαίνουν, τα ινίδια απελευθερώνονται και ξεκινούν την ίδια διαδικασία σε άλλους νευρώνες, απλώνοντας έτσι σταδιακά το πρόβλημα στον εγκέφαλο.
Το πιο ελπιδοφόρο εύρημα ήρθε όταν οι ερευνητές κάλυψαν το hotspot με μια χημική ετικέτα και είδαν ότι τα ινίδια σταμάτησαν να αναπτύσσονται. Αν οι πρωτεΐνες που τείνουν να συσσωματώνονται έχουν πάντα το ίδιο σημείο σύνδεσης, τότε υπάρχει πάντα ένα σημείο που μπορεί να στοχευτεί για να εξουδετερωθεί ο μηχανισμός. Η έρευνα βρίσκεται ακόμα σε πολύ πρώιμο στάδιο και δεν πρόκειται για έτοιμη θεραπεία, δείχνει όμως ότι θα μπορούσαν κάποτε να σχεδιαστούν φάρμακα που εμποδίζουν αυτή τη σύνδεση και κόβουν την εξάπλωση.
Γιατί η μελέτη της νόσου είναι τόσο δύσκολη
Οι ερευνητές προτείνουν επίσης τη δημιουργία συνθετικών ινιδίων ταυ που θα βοηθούσαν στη μελέτη του Αλτσχάιμερ και της άνοιας γενικότερα. Σήμερα η μελέτη των ανώμαλων πρωτεϊνών είναι πολύ δύσκολη, καθώς ο εγκέφαλος ενός ζωντανού ασθενούς είναι σχεδόν απρόσιτος, ενώ στους εγκεφάλους που δωρίζονται μετά τον θάνατο όλες οι διεργασίες της νόσου έχουν ήδη σταματήσει. Ταυτόχρονα, τα ινίδια που μοιάζουν με αυτά της νόσου δεν μπορούν να φτιαχτούν εύκολα στο εργαστήριο.
Η Han το συνοψίζει με μια φράση: «Για να θεραπεύσεις μια ασθένεια, πρέπει να μπορείς να την αναπαράγεις». Ο στόχος της ομάδας, όπως λέει η ίδια, είναι να δώσει την αρχή λειτουργίας του μηχανισμού, ώστε άλλοι ερευνητές να βρουν λύσεις πιο γρήγορα και πιο λογικά. Ο δρόμος μέχρι ένα φάρμακο είναι μακρύς, αλλά η μελέτη δείχνει ένα συγκεκριμένο σημείο στο οποίο αξίζει να κοιτάξουν.
