Cercetătorii descoperă modul în care proteina Arc răspândește patologia Alzheimer
Boala Alzheimer este cauzată de acumularea unei proteine toxice numite Tau, care omoară neuronii.
Pe măsură ce Tau toxic se răspândește în noi regiuni ale creierului, simptomele devin mai severe și, în cele din urmă, fatale.
Recent, cercetătorii au descoperit că, în modele de șoareci, o proteină din creier numită Arc contribuie la răspândirea Tau din celulele cerebrale bolnave către cele sănătoase.
Dacă terapiile ar putea fi concepute pentru a viza această răspândire, ele ar putea deveni un instrument puternic în stoparea progresiei bolii Alzheimer.
„Sunt încântat de faptul că am identificat o nouă modalitate de a potențial opri progresia bolii Alzheimer”, a declarat Jason Shepherd, profesor de neurobiologie la University of Utah Health și autor principal al studiului.
Rezultatele au fost publicate în revista Cell.
Studiind un model de șoarece cu boala Alzheimer, echipa de cercetare a descoperit că Arc este necesară pentru răspândirea Tau toxic.
Arc acționează de obicei ca un mesager vital între celulele cerebrale: se îmbracă într-o bulă microscopică, numită veziculă extracelulară (EV), care plutește de la un neuron la altul, transportând informații importante. Totuși, Tau toxic se poate lipi de Arc pentru a călători de la un neuron bolnav la unul sănătos.
Toate celulele cerebrale, sănătoase și bolnave, conțin Tau. Însă, în boala Alzheimer, Tau începe să se aglomereze în tangente masive și lipicioase în interiorul neuronilor, omorând în cele din urmă celulele. Mitali Tyagi, asociat postdoctoral la Washington University in St. Louis și autor principal al lucrării, compară tangentele Tau cu „monștri de lipici”.
„Ele se lipesc între ele și blochează transportul în interiorul neuronului”, explică Tyagi. „Dar pot să se descompună în monștri de lipici mai mici, numiți semințe Tau, care pot fi transferați la un neuron nou. Și odată ce această sămânță Tau intră în contact cu Tau sănătos, reușește să îl corupă. Astfel, patologia începe din nou într-un neuron sănătos.”
În modelul de șoarece cu boala Alzheimer, cercetătorii au găsit EV-uri care conțin atât Arc, cât și Tau „lipicios” în interiorul creierului. Aceste mici bule de Arc și Tau ar putea infecta celulele sănătoase și ar putea începe noi tangente Tau.
Însă, în modelele de șoareci cu Alzheimer care nu aveau Arc, veziculele cerebrale conțineau foarte puțin Tau și nu mai puteau răspândi boala către noi celule. „Când am eliminat Arc, am observat că transferul de Tau a fost sever, sever redus”, spune Tyagi. „Era aproape inexistent.”
Deși ar părea că blocarea Arc ar putea fi o soluție terapeutică pentru Alzheimer, proteina ar putea juca și un rol protector în stadiile timpurii ale bolii. Prin eliminarea Tau toxic în exces, Arc pare să ajute celulele bolnave să supraviețuiască mai mult timp.
Cercetătorii au descoperit că șoarecii care nu aveau Arc și, prin urmare, nu pot elimina Tau toxic din celulele bolnave, aveau celule bolnave care mureau mai repede.
„Când Arc este absent, Tau devine prins în neuroni și se acumulează la niveluri toxice. Când Arc este prezent, Tau poate fi eliberat în vezicule extracelulare. Deși acest lucru ajută la reducerea acumulării de Tau în neuronul original, Tau eliberat poate fi preluat de neuroni sănătoși vecini, promovând răspândirea patologiei”, spune Tyagi.
Aceasta sugerează că oprirea Tau-ului toxic de a intra în celulele sănătoase ar putea fi o strategie terapeutică mai eficientă decât prevenirea eliberării Tau din celulele bolnave.
Echipa a descoperit că, la fel ca în șoareci, țesutul cerebral uman conține, de asemenea, EV-uri care includ atât Arc, cât și Tau, sugerând că Tau se răspândește într-un mod similar și la oameni. Totuși, cercetătorii avertizează că este nevoie de mai multă muncă înainte ca o terapie să devină posibilă.
„Cea mai mare parte a muncii pe care am făcut-o este pe șoareci, nu pe oameni”, spune Shepherd. „Avem câteva indicii că ceea ce se întâmplă în acești șoareci ar putea avea loc și la oameni, dar nu știm asta încă. Și suntem departe de a spune că dezvoltăm un tratament pentru ceva. Dar ar putea deschide noi căi pentru a ajunge la acel punct.”
Echipa este deosebit de entuziasmată de posibilitatea ca terapiile viitoare să blocheze EV-urile care conțin Tau toxic „în zbor”, după ce au fost eliminate din celulele bolnave, dar înainte de a putea infecta celulele sănătoase. Astfel de terapii nu ar repara daunele existente la nivelul creierului, dar ar putea preveni progresia bolii.
„Dacă am putea viza aceste EV-uri particulare, ar fi o strategie terapeutică foarte utilă”, spune Shepherd. „Pentru cineva cu Alzheimer sau demență cu debut precoce, dacă am putea opri răspândirea, atunci am putea preveni daunele suplimentare și declinul cognitiv.”
Acest studiu a fost publicat în Cell sub titlul „Arc mediază transmiterea intercelulară a tau prin vezicule extracelulare.”
