Alzheimerin tautiin ja dementiaan liittyviä väärin laskostuneita proteiineja on havaittu enemmän kuin aiemmin on ajateltu

Alzheimerin taudin tutkimuksen historia on vuosikymmenten ajan keskittynyt amyloid A-beetan ja taun väliseen taisteluun, jotka molemmat voivat tappaa hermosoluja ja häiritä aivojen toimintakykyä. Mutta uusi tutkimus viittaa siihen, että nämä aivojen tahmeat plakit eivät välttämättä toimi yksinään.

Johns Hopkinsin yliopiston tutkijat ovat tunnistaneet rotilla yli 200 väärin laskostunutta proteiinityyppiä, jotka saattavat liittyä ikään liittyvään kognitiiviseen heikkenemiseen.

Nämä löydöt voisivat tasoittaa tietä uusien terapeuttisten kohteiden ja hoitojen löytämiselle ihmisille, jotka voisivat lievittää miljoonien yli 65-vuotiaiden ihmisten kärsimyksiä, jotka kärsivät Alzheimerin taudista, dementiasta tai muista muistia ja itsenäisyyttä ikääntyessään riistävästä sairaudesta.

”Amyloidit ovat epämuodostuneiden proteiinien kasautumia. Ne ovat suuria, rumia ja helposti nähtäviä mikroskoopilla, joten ei ole yllätys, että ne herättävät huomiomme. Mutta näemme satoja proteiineja, jotka ovat laskostuneet väärin tavoilla, jotka eivät muodosta amyloidikokeita, ja silti ne näyttävät vaikuttavan aivojen toimintaan”, sanoo Stephen Fried, kemian apulaisprofessori ja proteiinitieteilijä, joka tutkii, miten aivojen molekyylit muuttuvat iän myötä.

"Tutkimuksemme osoittaa, että amyloidit ovat vain jäävuoren huippu."

Tulokset julkaistiin Science Advances -lehdessä.

Ymmärtääkseen molekyylitason eroja ikääntyvien, mutta henkisesti terävien aivojen ja heikkenevien aivojen välillä, Fried ja hänen tiiminsä tutkivat 17:ää samassa yhdyskunnassa kasvatettua kaksivuotiasta rottaa. Seitsemän rottaa suoriutui huonosti muisti- ja ongelmanratkaisutesteissä, ja niitä pidettiin kognitiivisesti heikentyneinä, kun taas kymmenen rottaa suoriutui yhtä hyvin kuin kuuden kuukauden ikäiset rotat.

Tutkijat mittasivat sitten yli 2 500 proteiinityyppiä hippokampuksessa, joka on aivojen osa, joka liittyy avaruudelliseen oppimiseen ja muistiin.

Ensimmäistä kertaa tutkijat pystyivät määrittämään suurelle määrälle proteiineja, olivatko yksittäiset proteiinit epämuodostuneita tai laskostuneita, mikä mahdollisti tutkijoiden selvittää, mitkä proteiinit olivat laskostuneet väärin kaikilla rotilla ja liittyivät ikääntymiseen yleisesti, ja mitkä olivat laskostuneet väärin vain kognitiivisesti heikentyneillä rotilla.

Yli 200 proteiinia oli epämuodostunut kognitiivisesti heikentyneillä rotilla, mutta ne säilyttivät muotonsa kognitiivisesti terveillä rotilla. Tutkijoiden mukaan havainnot viittaavat siihen, että jotkut näistä proteiineista vaikuttavat kognitiiviseen heikkenemiseen.

Väärin laskostuneet proteiinit eivät pysty suorittamaan solun moitteettoman toiminnan edellyttämiä tehtäviä, joten soluilla on luonnollinen valvontajärjestelmä, joka tunnistaa ja tuhoaa nämä "tuhmat" proteiinit. Tutkijat ovat aiemmin ajatelleet, että väärin laskostuneet proteiinit – erityisesti A-beeta ja tau – aiheuttavat ongelmia vain, kun ne kasaantuvat amyloideiksi.

"Uskomme, että on olemassa paljon proteiineja, jotka voivat laskostua väärin muodostamatta amyloidia ja silti olla ongelmallisia", Fried sanoi. "Ja se viittaa siihen, että nämä epämuodostuneet proteiinit jotenkin pakenevat tätä solun valvontajärjestelmää."

Kuitenkin, miten nämä väärin laskostuneet proteiinit pääsevät pakenemaan solun "turvajärjestelmästä", on edelleen mysteeri.

Seuraavaksi tiimi aikoo tutkia epämuodostuneita proteiineja korkean resoluution mikroskoopeilla saadakseen yksityiskohtaisemman kuvan siitä, miltä niiden muodonmuutokset näyttävät molekyylitasolla.

"Monet meistä ovat kokeneet, että joku rakastettu tai sukulainen on menettänyt kykyään suoriutua jokapäiväisistä tehtävistä, jotka vaativat kognitiivisia kykyjä", Fried sanoi.

"Aivojen fyysisen toiminnan ymmärtäminen voisi johtaa parempiin hoitoihin ja ehkäisyyn."