Jak zmutowane białko może zaatakować mózg: badanie zdrowie

W wielu chorobach neurodegeneracyjnych nieprawidłowe białka gromadzą się i z czasem rozprzestrzeniają po całym mózgu. Ale agregacja czy dyfuzja, co jest pierwsze? Japońscy badacze oferują nowe spojrzenie na mechanizm choroby Parkinsona.

W badaniu opublikowanym niedawno w czasopiśmie Cell Reports naukowcy z Tokijskiego Uniwersytetu Medycznego i Stomatologicznego (TMDU) wykazali, że zmutowana wersja białka zwanego α-synukleiną rozprzestrzenia się do różnych obszarów mózgu poprzez układ limfatyczny, a następnie gromadzi się.

Chociaż funkcja α-synukleiny nie jest do końca poznana, bierze ona udział w neurotransmisji. Jednakże w niektórych chorobach neurodegeneracyjnych, w tym w chorobie Parkinsona, alfa-synukleina zmienia swoją konformację i tworzy patologiczne zlepki.

Przeczytaj także: Oto, jak białko rebeliantów zakłóca funkcjonowanie komórek mózgowych w chorobie Alzheimera

„W większości przeprowadzonych do tej pory eksperymentów wykorzystano jedynie fibryle, czyli zlepki powstające podczas składania monomerycznej alfa-synukleiny. Włókna przemieszczają się od neuronu do neuronu, ale nadal nie jest jasne, czy monomery działają” – wyjaśnia Kyota Fujita, autor badania. w ten sam sposób.

Aby dokładniej zbadać, w jaki sposób monomery i włókienka alfa-synukleiny poruszają się w mózgu, naukowcy wstrzyknęli niewielkie ilości cząstek wirusa do kory oczodołowej myszy, aby wytworzyć fluorescencyjną zmutowaną alfa-synukleinę. Ponieważ każdy typ komórki może przyczyniać się do rozprzestrzeniania się α-synukleiny, wykorzystali cząsteczki wirusa, aby umożliwić syntezę monomerów α-synukleiny we wszystkich typach komórek obecnych w obszarze wstrzyknięcia. Metoda ta zapewnia uwzględnienie wszystkich wzorców propagacji.

Dwanaście miesięcy po wstrzyknięciu, chociaż sygnał fluorescencyjny był niższy w obszarze wstrzyknięcia, wykryto sygnały w innych obszarach mózgu. Co ciekawe, fluorescencyjną α-synukleinę wykryto w odległych regionach 2 tygodnie po wstrzyknięciu, co wskazuje na wczesną ubikwitylację zmutowanej α-synukleiny w mózgu.

Ale w jaki sposób alfa-synukleina rozprzestrzeniła się? Zespół śledził trójwymiarową dystrybucję α-synukleiny w mózgu i odkrył fluorescencyjną α-synukleinę w układzie glimfatycznym (ryc. 1), czyli układzie limfatycznym mózgu. Układ glimfatyczny bierze udział w odprowadzaniu i uzupełnianiu płynów z mózgu oraz eliminowaniu toksyn, ale może również rozprowadzać toksyczne substancje w mózgu. Zespół zaobserwował także obecność fluorescencyjnej alfa-synukleiny w macierzy otaczającej neurony i w cytozolu neuronów. Wynik ten wskazuje, że macierz pozakomórkowa, a tym samym neurony, są wychwytywane przez fluorescencyjną alfa-synukleinę.

Naukowcy zbadali także stan agregacji alfa-synukleiny w odległych obszarach mózgu. „Włókna alfa-synukleiny powstały w wyniku dyfuzji monomerów” – mówi profesor Hitoshi Okazawa, kierownik grupy badawczej. „W szczególności zaobserwowaliśmy monomer α-synukleinę w układzie glimfatycznym i odległych obszarach już 2 tygodnie po wstrzyknięciu, podczas gdy włókna α-synukleiny znaleźliśmy 12 miesięcy po wstrzyknięciu!”

Ilość zebranej α-synukleiny i czas jej powstawania po wstrzyknięciu różniły się w zależności od regionu i nie były proporcjonalne do odległości od miejsca wstrzyknięcia. Obserwacja ta jest zgodna ze znaną podatnością niektórych regionów na patologiczną α-synukleinę.

Badanie to pokazuje, w jaki sposób monomeryczna α-synukleina dyfunduje przez układ glimfatyczny w sposób inny niż przez włókna. Zatem skupienie się na tych wczesnych zdarzeniach, monomerze α-synukleiny i układzie limfatycznym w mózgu, może ograniczyć postęp choroby Parkinsona.

Ta historia została opublikowana z kanału agencji informacyjnej bez zmian w tekście. Zmienił się tylko tytuł.