Alzheimer: Tau yumakları nasıl büyür?
Yeni araştırma Biyolojik Kimya Dergisi tau düğümlerinin büyüdükçe büyüdükleri süreci bozar. Bulgular, Alzheimer hastalığında tau agregatlarının oluşumunu hedefleyen yeni tedavilere yol açabilir.
Alzheimer hastalığının ayırt edici özelliklerinden biri, sözde tau yumaklarıdır. Tau, sinir hücrelerinin aksonlarında bulunan bir proteindir.
Daha spesifik olarak, tau, sinir hücreleri içinde besinleri taşıyan temel yapılar olan mikrotübüllerin oluşturulmasına yardımcı olur.
Sağlıklı bir beyinde tau proteini, bu mikrotübüllerin düz ve güçlü kalmasına yardımcı olur. Ancak Alzheimer'da tau, düğüm adı verilen kümeler halinde çöker. Bu gerçekleştiğinde, mikrotübüller artık sinir hücrelerinde besinlerin ve diğer temel maddelerin taşınmasını sürdüremez ve bu da sonunda hücre ölümüne yol açar.
Bu tau düğümlerinin ne kadar zehirli ve zarar verici olabileceği ve ne kadar uzağa yayılabileceği uzunluklarına bağlıdır. Ancak şimdiye kadar bilim adamları, Alzheimer'daki bazı tau karışımlarının neden diğerlerinden daha uzun olduğunu veya bu kümelerin ilk etapta nasıl bu kadar uzun süre büyüdüğünü bilmiyorlardı.
Ancak şimdi, Columbus'taki Ohio Eyalet Üniversitesi'ndeki bilim adamları, tau karışıklıklarının oluşumunun arkasında hangi biyolojik süreçlerin yattığını açıklamalarına yardımcı olan bir matematiksel model geliştirdiler.
Carol Huseby, Jeff Kuret ve Ralf Bundschuh tarafından yürütülen yeni araştırma, düğümlerin nasıl büyüdüğünü ve çeşitli uzunluklara ulaştığını açıklıyor.
Tau fibrilleri nasıl uzar?
Huseby ve meslektaşları, temel bir iki aşamalı tau toplama modeli ile işe başladı. Birinci adım, yavaşça birbirine bağlanan iki tau proteininden oluşur ve ikinci adım, kendilerini iki proteine bağlayan ek tau moleküllerini içerir.
Araştırmacılar, bu temel modeli tau fibrillerinin davrandığı ek yolları içerecek şekilde genişletti. Bilim adamları daha önce fibrilleri "dolaşmayan düğümler" olarak tanımlamışlardır.
Değiştirilen model, tau proteininin birkaç kısa fibril halinde parçalanacağını tahmin ediyordu. Ancak araştırmacılar, mikroskop altında tau yumaklarının kısa lifleri değil, uzun lifleri ortaya çıkardığını biliyorlardı.
Bu nedenle, modelin öngördüğü ile mikroskobik gerçeklik arasındaki tutarsızlığı açıklama girişiminde, araştırmacılar daha kısa fibrillerin saç uzatma işlemine benzer şekilde uzun fibriller oluşturmak için bir araya gelip gelmediğini merak ettiler.
Bilim adamlarının tau fibrillerini floresan renklerle etiketledikleri diğer deneyler, aslında uzun fibrillerin, uçlarında birleşen daha kısa, farklı renkli fibrillerden oluştuğunu ortaya çıkardı.
Yazarların bilgisine göre, bu bulgular ilk kez tau fibrillerinin bir seferde tek bir proteinden fazlasını ekleyerek büyüyebileceğini gösteriyor. Aksine, daha kısa fibriller birbirine yapışarak fibrili daha hızlı uzatabilir.
Çalışmanın ortak yazarı Kuret, bulguların tau düğümlerinin - ve dolaylı olarak hastalığın kendisinin - bir hücreden diğerine nasıl yayılabileceğine ışık tutabileceğini açıklıyor. Uzun bir fibril "küçük parçalara bölündüğünde, bunlar yayılabilir ve hücreden hücreye hareketlerini kolaylaştırabilir" diyor.
Dahası, araştırmacılar, bulguların tau fibrillerinin nasıl yüzlerce nanometre uzunluğa ulaşabileceğini açıklamaya yardımcı olduğunu söylüyor. Ayrıca, bu tür bilgiler, tau'nun toplanmasını engelleyebilecek yeni bir ilaç sınıfına yol açabilir.
Gelecekte bilim adamları, tau proteinini bu kadar karmaşık hale getiren birçok nüansı hesaba katmak için modellerini değiştirmeyi planlıyorlar. Örneğin, bu deney serisi yalnızca bir tür tau kullandı, ancak proteinin altı izoformu var. Ayrıca fosforilasyon gibi kimyasal işlemler, proteinin yapısını daha da değiştirebilir.
