Alzheimer jest chorobą prionową
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e4/Amyloid_plaques_alzheimer_disease_HE_stain.jpg

Alzheimer jest chorobą prionową

  • Dodał: Agata Bonk
  • Data publikacji: 03.05.2019, 13:12

Według zespołu naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco (UCSF) dwa białka, których akumulacja uznawana jest za przyczynę choroby Alzheimera, są prionami. Wyniki badań zostały opublikowane 1 maja 2019 roku w czasopiśmie Science Translational Medicine.

 

Obecnie podstawą diagnozy choroby Alzheimera jest akumulacja toksycznych białek znanych jako blaszki amyloidowe i splątki neurofibrylarne białka tau (z ang. amyloid plaques i tau tangles) oraz demencja i upośledzenie funkcji poznawczych.

 

Dotychczas większość testowanych leków na tę chorobę opierała się na próbie pozbycia się toksycznych agregatów z mózgu – niestety bez większych sukcesów. Odkrycie, że za rozwój choroby prawdopodobnie odpowiadają aktywne białka prionowe beta-amyloidu i tau, może zmienić kierunek badań nad rozwojem nowych terapii.

 

Czym są priony?

Priony to białkowe cząsteczki zakaźne powstające z zupełnie nieszkodliwych i występujących powszechnie w organizmie białek, które zmieniają swoją konformację czyli strukturę przestrzenną. Oznacza to, że białka, mimo identycznej struktury pierwszorzędowej (ta sama kolejność aminokwasów w łańcuchu), różnią się strukturą drugorzędową czyli ułożeniem łańcuchów aminokwasów w przestrzeni. Zmiana ta wpływa na właściwości fizykochemiczne tych cząsteczek, przez co nie mogą pełnić one swojej funkcji. Priony potrafią rozprzestrzeniać się tak jak infekcja, powodując przekształcenie prawidłowych wersji białek w kolejne priony.

 

Pierwsze białko prionowe, PrP, zostało odkryte w latach 80. XX wieku przez Stanleya Prusinera jako przyczyna choroby Creutzfeldta-Jakoba oraz choroby szalonych krów, które rozprzestrzeniają się poprzez konsumpcję mięsa, w którym obecne jest PrP. Za swoje odkrycie Prusiner dostał Nagrodę Nobla w 1997 roku.

 

Prusiner oraz wielu innych badaczy długo podejrzewało, że PrP nie jest jedyną cząsteczką, która może zachowywać się w ten sposób. Podejrzewali, że priony mogą odpowiadać także za rozwój innych chorób neurodegeneratywnych, w których przebiegu obserwuje się akumulację toksycznych form białek. W ciągu ostatniej dekady badania na UCSF i w innych instytucjach wykazały, że blaszki amyloidowe oraz splątki tau pochodzące z chorej tkanki mogą zakażać zdrową tkankę. Proces ten zachodzi jednak znacznie wolniej niż w przypadku białka PrP, przez co wielu badaczy było niechętnych uznaniu choroby Alzheimera za chorobę prionową. Naukowcy wskazywali przede wszystkim na fakt, że białka te są zdolne do infekcji tylko w warunkach kontrolowanych laboratoryjnie.

 

Jednakże w ostatnim czasie pojawiły się doniesienia o w prawdzie rzadkich przypadkach pacjentów, którzy leczeni byli hormonem wzrostu pochodzącym z ludzkiej tkanki mózgowej lub przeszli transplantację opony twardej i rozwinęli blaszki amyloidowe w średnim wieku – dużo wcześniej niż większość osób bez mutacji genetycznej.

 

W najnowszych badaniach naukowcy z UCSF wykorzystali rozwinięte niedawno techniki detekcji blaszek amyloidowych i splątków tau. W przeciwieństwie do tradycyjnych metod, którym zajmowało całe miesiące wykrycie rozprzestrzeniania się białek beta-amyloidu i tau, nowe techniki potrzebują na oznaczenie poziomu prionów w tkance zaledwie trzy dni. Materiał do badań został pobrany pośmiertnie od 100 osób pochodzących ze Stanów Zjednoczonych i Australii, które zmarły na chorobę Alzheimera lub inne choroby neurodegeneracyjne.

 

Jak się okazało, priony beta-amyloidu i tau wykazywały znacznie większą zdolność do infekcji u pacjentów, którzy zmarli w młodym wieku z powodu dziedzicznej odmiany tej choroby. W wypadku białka tau, którego akumulacja wzrasta wraz z wiekiem, badacze zaobserwowali geometryczny spadek obecności form prionowych tego białka. Poziom prionów tau u pacjentów, którzy zmarli w wieku około 40 lat był średnio 32 razy wyższy niż u pacjentów, którzy zmarli w wieku około 90 lat.

 

- Cały czas pamiętam, gdzie i o jakiej porze dnia siedziałem, kiedy pierwszy raz zobaczyłem te dane ponad rok temu. Bardzo rzadko, jeśli w ogóle, widzę taki rodzaj korelacji w badaniach biologicznych dotyczących człowieka. Następnym zadaniem jest sprawdzenie, co ta korelacja oznacza – mówi William Seeley, współautor bada

 

Wraz z odkryciem pojawiają się zupełnie nowe pytania, na które przyszłe badania będą próbowały odpowiedzieć. Przede wszystkim, z czym związany jest wysoki poziom aktywności prionów u zmarłych młodo pacjentów oraz czy spadek poziomu aktywności u starszych pacjentów związany jest z występowaniem mniej infekcyjnych form prionów czy też jakąś zdolnością pacjentów do pozbycia się części szkodliwych białek. Odkrycie naukowców z San Francisco otwiera też nowy obszar dla badań mających na celu rozwinięcie skutecznych terapii.

 

- Ostatnio widzieliśmy dużo dobrze zapowiadających się terapii na chorobę Alzheimera, które nie przechodziły badań klinicznych, prowadząc niektórych do zastanowienia się nad tym, czy atakujemy właściwe białka. A co jeśli po prostu nie projektowaliśmy leków wymierzonych w formy prionowe tych białek, które powodują chorobę? Teraz, kiedy mamy możliwość efektywnego mierzenia poziomu prionów beta-amyloidu i tau, pojawia się także nadzieja na stworzenie leków, które mogą albo powstrzymać te cząsteczki przed dalszym rozprzestrzenianiem się lub pomóc mózgowi pozbyć się ich zanim spowodują zniszczenia – mówi jeden z autorów pracy, Carlo Condello.

 

 

źródło: Neuroscience News and Research

Agata Bonk

Studentka Międzywydziałowych Indywidualnych Studiów Matematyczno-Przyrodniczych na Uniwersytecie Warszawskim, miłośniczka nauki, George'a Orwella, karate i wycieczek rowerowych :)