Ερευνητές από το UCLA Health και το UC San Francisco ανακάλυψαν έναν κυτταρικό μηχανισμό άμυνας ενάντια στην νόσο του Αλτσχάιμερ και άλλες μορφές άνοιας.
Ειδικότερα, ορισμένα εγκεφαλικά κύτταρα φαίνεται πως διαθέτουν έναν φυσικό μηχανισμό άμυνας που τα προστατεύει από τις τοξικές διεργασίες που σχετίζονται με τη συσσώρευση της πρωτεΐνης tau.
Η tau, σε φυσιολογικές συνθήκες, παίζει κρίσιμο ρόλο στη σταθεροποίηση των νευρωνικών δομών και στη μεταφορά θρεπτικών ουσιών. Όταν όμως διπλώνεται λανθασμένα, σχηματίζει συσσωματώματα που συνδέονται με προχωρημένα στάδια νευροεκφυλιστικών ασθενειών.
CRISPR και ανθρώπινοι νευρώνες
Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε τεχνολογία CRISPR-based screening για να εξετάσει συστηματικά σχεδόν κάθε γονίδιο του ανθρώπινου γονιδιώματος. Συγκεκριμένα, απενεργοποίησαν περίπου 20.000 γονίδια σε ανθρώπινους νευρώνες που είχαν καλλιεργηθεί στο εργαστήριο και έφεραν τη μετάλλαξη MAPT V337M, η οποία οδηγεί σε αυξημένη συσσώρευση tau με το επιβλαβές «Alzheimer fold».
Το στοιχείο που κάνει τη μελέτη ιδιαίτερα ισχυρή είναι ότι τα κύτταρα έφεραν πραγματική παθολογική μετάλλαξη. Αυτό επιτρέπει στους επιστήμονες να συνδέσουν πιο αξιόπιστα τα ευρήματα με την ανθρώπινη νόσο και όχι απλώς με θεωρητικά μοντέλα.
Περισσότερα από 1.000 γονίδια φάνηκε να επηρεάζουν τη συσσώρευση τοξικής tau. Ωστόσο, ένα πρωτεϊνικό σύμπλεγμα ξεχώρισε.
Το CRL5SOCS4 και ο ρόλος του ως «μοριακός επιτηρητής»
Το σύμπλεγμα CRL5SOCS4 λειτουργεί σαν κυτταρικός επιτηρητής. Προσθέτει μια μοριακή ετικέτα στην προβληματική tau, σημαδεύοντάς την για καταστροφή από τα πρωτεασώματα, δηλαδή το σύστημα αποκομιδής απορριμμάτων του κυττάρου.
Για να επιβεβαιώσουν τα ευρήματα, οι ερευνητές ανέλυσαν δεδομένα από τον Seattle Alzheimer’s Disease Brain Atlas, που περιλαμβάνει εγκεφαλικούς ιστούς ασθενών με Αλτσχάιμερ. Τα κύτταρα με υψηλότερη έκφραση CRL5SOCS4 παρουσίασαν μεγαλύτερη επιβιωσιμότητα, ενισχύοντας τη σημασία του μηχανισμού.
Μιτοχόνδρια, οξειδωτικό στρες και «κολλώδης» tau
Η μελέτη ανέδειξε και έναν δεύτερο κρίσιμο παράγοντα: τη λειτουργία των μιτοχονδρίων. Όταν γονίδια που σχετίζονται με τη μιτοχονδριακή λειτουργία απενεργοποιήθηκαν, οι νευρώνες παρήγαγαν θραύσματα tau που σχετίζονται με βιοδείκτες της νόσου στο αίμα και στο εγκεφαλονωτιαίο υγρό.
Το οξειδωτικό στρες, που αυξάνεται με τη γήρανση, φαίνεται να κάνει την tau πιο επιρρεπή σε συσσωμάτωση. Ένα στρεσαρισμένο πρωτεάσωμα δεν μπορεί να απομακρύνει αποτελεσματικά τις προβληματικές πρωτεΐνες, επιτρέποντας την τοξική συσσώρευση.
Προς νέες θεραπείες βασισμένες σε φυσικούς μηχανισμούς
Οι ερευνητές προτείνουν δύο βασικές θεραπευτικές κατευθύνσεις. Η πρώτη είναι η ενίσχυση της δραστηριότητας του CRL5SOCS4, ώστε να επιταχύνεται η απομάκρυνση της tau πριν σχηματίσει συσσωματώματα. Αυτό θα μπορούσε να επιτευχθεί μέσω μορίων που ενισχύουν την αλληλεπίδραση μεταξύ του συμπλέγματος και της πρωτεΐνης.
Η δεύτερη στρατηγική στοχεύει στην προστασία των πρωτεασωμάτων από το οξειδωτικό στρες, διατηρώντας αποτελεσματικό το σύστημα κυτταρικού καθαρισμού.
Η μελέτη δείχνει ότι η ανθρώπινη βιολογία ίσως έχει ήδη αναπτύξει τους βασικούς μηχανισμούς άμυνας απέναντι στη νευροεκφυλισμό. Το επόμενο βήμα είναι η μετατροπή αυτής της γνώσης σε κλινικές θεραπείες που θα ενισχύουν τους φυσικούς μηχανισμούς προστασίας του εγκεφάλου.
* Η έρευνα αυτή δημοσιεύτηκε στο Cell
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
