Proteiny podílející se na Alzheimerově chorobě mohou buňky „převařit“ teplem, zjistila studie

Alzheimerova choroba nemoc je nejčastější příčinou demence; Máme-li zmírnit její dopad, musíme co nejvíce porozumět tomu, jak začíná a jaké má účinky na mozkové buňky – a nová studie odhaluje, že rozvoj onemocnění může způsobit vážné přehřátí buněk.

Víme, že Alzheimerova choroba je charakterizována tím, že amyloid-beta proteiny a tau se shlukují v mozku, zabíjejí buňky a způsobují zmenšení mozku. Nová studie ukazuje, jak může amyloid-beta zničit buňku “jako smažit vejce” zvýšením jeho teploty.

Jedním z nejnáročnějších aspektů výzkumu Alzheimerovy choroby je skutečnost, že plně nerozumíme tomu, co způsobuje hromadění amyloidu-beta v mozku; v této nejnovější studii však byli vědci schopni pozorovat, že spouští tuto změnu teploty, technicky známou jako intracelulární termogeneze.

“Jakmile se agregáty vytvoří, mohou opustit buňku a být pohlceny sousedními buňkami, čímž infikují zdravý amyloid-beta v těchto buňkách,” říká chemický inženýr Chyi Wei Chungz University of Cambridge ve Velké Británii.

Alzheimerova choroba je notoricky obtížné vyšetřit onemocnění, protože trvá dlouho, než se rozvine; jeho plný dopad na něčí mozek lze podrobně prozkoumat pouze analýzou mozkové tkáně poté, co někdo zemřel.

Tato konkrétní studie byla umožněna díky malým teplotním senzorům nazývaným fluorescenční polymerní teploměry (FPT).

Tým přidal amyloid-beta do lidských buněčných linií v laboratoři, aby spustil proces agregace. Jakmile se amyloid-beta protein začal formovat do vláken známých jako fibrily, průměrná teplota buněk začala stoupat ve srovnání s buňkami, do kterých nebyl uměle přidán žádný protein. To pak vede k řetězové reakci.

“Jak se fibrily začnou prodlužovat, uvolňují energii ve formě tepla,” říká neurolog Kaminski Schierlez University of Cambridge.

“Agregace amyloidu-beta vyžaduje poměrně hodně energie, aby se rozběhla, ale jakmile začne proces agregace, zrychlí se a uvolní více tepla, což umožní vytvoření více agregátů.”

Inhibicí agregace amyloidu-beta v jiných buňkách byli vědci schopni izolovat a identifikovat tvorbu fibril jako příčinu termogeneze. Je možné, že budoucí léčba Alzheimerovy choroby by se mohla zaměřit na prevenci agregace jako na způsob, jak udržet mozkové buňky chladné a – což je zásadní – živé.

„Poprvé v živých buňkách ukazujeme, že Aβ42 [amyloid-beta subvariant 42] prodloužení je přímo zodpovědné za zvýšení průměrné teploty buněk, ” píše tým.

Kromě laboratorních experimentů byly použity počítačové modely k posouzení toho, jak by mohl amyloid-beta fungovat v buňce za účelem zvýšení teploty, což nás potenciálně přivedlo blíže k plnému pochopení nemoci, která postihuje desítky milionů životů.

Jakákoli výsledná léčba je ještě daleko, ale studie objasňuje jednu ze záhad kolem nemoci. Předpokládalo se, že poškození buněčných baterií nebo mitochondrií mohlo místo toho vést k termogenezi.

“Termogeneze je spojena s buněčným stresem, který může podporovat další agregaci,” říká Chung.

“Věříme, že když je v buňkách nerovnováha, jako když je koncentrace amyloidu-beta trochu příliš vysoká a začne se hromadit, buněčná teplota se zvýší.”

Výzkum byl publikován v Journal of the American Chemical Society.

.

Leave a Comment