RAPORT

Imigranci na granicy z Białorusią

Toksyczne białka w mózgu

Większość chorób neurodegeneracyjnych jest dość rzadka i tajemnicza  (fot. Shutterstock)
Większość chorób neurodegeneracyjnych jest dość rzadka i tajemnicza (fot. Shutterstock)

Spory białkowy agregat zabijający neurony wędruje z komórki do komórki. Jedna chora komórka wytwarza ich sporo, ale gdyby pozostały w niej zamknięte, tylko ją zatrułyby na śmierć. Niestety agregaty przemieszczają się i rozprzestrzeniają, co prowadzi ostatecznie do śmierci mózgu. Jak to się dzieje próbują wyjaśnić uczeni z Uniwersytetu Rutgers.

Nadmiar alkoholu wpływa na męski mózg inaczej niż na żeński

Nadużywanie alkoholu działa na mózg myszy w sposób zależny od płci – informuje pismo „Frontiers in Genetics”. W przypadku samic powtarzające się...

zobacz więcej

Co to takiego neurodegeneracja? Może się pod tym pojęciem kryć wiele procesów, które prowadzą do śmierci neuronów. I ostatecznie często do śmierci mózgu, a zatem i człowieka. Większość chorób neurodegeneracyjnych jest dość rzadka i tajemnicza (np. te uwarunkowane genetycznie i dziedziczne), ich zaistnienie bywa też mocno związane z wiekiem osoby na nie zapadającej. Często bywa też tak, że pojawiają się one znienacka w dość późnym wieku pacjenta, jak to ma miejsce w chorobie Alzheimera czy Parkinsona. Wiele z nich, w tym dwie wymienione przeze mnie w poprzednim zdaniu, mają najprawdopodobniej swoje źródło, czy też lepiej powiedzieć: początek zmian patologicznych, w akumulacji w komórkach mózgu toksycznych dla organizmu niedużych białek.

Jedząc tkankę nerwową chorych zwierząt, zarażamy się prionami


Skąd się biorą takie białka? Źródeł jest kilka. Mogą, być pochodzenia obcego – czyż bowiem nie na tym polegają choroby zakaźne tzw. prionowe typu Creudzfeulda-Jakoba? Chore na nie krowy mają w tkance nerwowej białeczka zdolne wymuszać nieprawidłową konformację – czyli strukturę 3D – na naszych białkach w mózgu, wystarczająco do nich podobnych. W efekcie jedząc tkankę nerwową chorych zwierząt, zarażamy się prionami i sami stajemy się chorzy na chorobę szalonych krów czy owiec w wariancie ludzkim. Podobnie zresztą, jak zjadając naszych chorych pobratymców, co praktykowano jeszcze kilkadziesiąt lat temu na Papui, w efekcie dając szansę na rozprzestrzenianie się takich chorób, jak kuru. Dziś już nie uświadczymy w sklepach wołowej czy cielęcej żelatyny właśnie z tego względu, że mogliśmy się, korzystając z niej, zarażać chorobami prionowymi krów.

Zobacz także: To białko może utrudniać powstawanie przerzutów nowotworowych


Drugim źródłem są nasze własne geny, czy też powstające na ich matrycy białka. Z przyczyn, które nadal owiane są tajemnicą i stąd bardzo intensywnie badane, zamiast normalnych „zdrowych” wariantów białek, w komórce nerwowej zaczyna powstawać białko wadliwe. Jego zdeformowanie przestrzenne sprawia, że zamiast być sobie dalej rozpuszczalne w cytoplazmie tej komórki i robić swoje, zaczyna sklejać się, formując coraz większe agregaty. Stąd się biorą chociażby płytki beta-amyloidu w mózgach chorych na Alzheimera.

Koronawirus groźny dla tkanki nerwowej. Może uszkadzać barierę krew-mózg

Białko szczytowe (białko S) koronawirusa SARS-CoV-2 może naruszać barierę krew-mózg – zaobserwowali naukowcy. Potencjalnie rodzi to ryzyko...

zobacz więcej

Upraszczając mocno, zamiast amyloidu-alfa zaczyna powstawać amyloid-beta, ten zaś ma tendencję do sklejania się i formowania owych nieszczęsnych płytek. Te zaś są przyczyną długotrwałego i coraz większego stanu zapalnego, ostatecznie prowadząc dosłownie do zaniku tkanki nerwowej w mózgu. I stąd właśnie wynikają objawy utraty pamięci i inne problemy kognitywne tak charakterystyczne dla tej neurodegeneracji. Agregaty białkowe zatem powstają np. w jednym neuronie, ale to jeszcze nie powinna być przyczyna dla choroby całego mózgu. No chyba że takie agregaty umiałyby się przedostawać z jednej komórki do kolejnych, rozszerzając tym samym problem na coraz większy obszar mózgu. Tylko jak to się w ogóle dziać może, oto jest pytanie.

Dziś uczeni z amerykańskiego Uniwersytetu Rutgers w stanie New Jersey na łamach prestiżowego czasopisma naukowego „Proceedings of the National Academy of Sciences” (PNAS) wnikają w podstawy tego tajemniczego zjawiska, które promuje śmierć kolejnych i kolejnych komórek nerwowych.

Zestresowany nicień


Naturalną rzeczą dla komórek jest starzeć się i umrzeć. Akumulacja źle pozwijanych w stosowne struktury białek to dowód na to, że w komórce coś nie działa. Takie problemy z prawidłowym zwijaniem białek we właściwe dla nich formy i transportem białek na zewnątrz komórki to świadectwo niezdrowego starzenia się komórek. Aby zrozumieć ten proces, trzeba się przyjrzeć… naszemu dobremu znajomemu bezmózgiemu nicieniowi Caenorhabditis elegans. Wprawdzie brak mu mózgu, ale neurony posiada. Wg uczonych z Ruthers University, gdy te komórki nerwowe nicienia zestresować, zaczynają one wyrzucać z siebie niemałe ilości białek neurotoksycznych w obłonionych pęcherzykach nazwanych egzoferami. Okazało się, że stres stresowi nierówny (a badano m.in. stres oksydacyjny czyli niedotlelnienie oraz stres osomotyczny – czyli sytuację umieszczenia komórki w stężeniu soli drastycznie wyższym lub niższym od jej wewnętrznego). Do tworzenia zaś egzoferów potrzebne są określone sygnały komórkowe. Co zaskakujące, głodzenie tych komórek dramatycznie zwiększa produkcję egzoferów. Zidentyfikowano również trzy szlaki komórkowe, które zwiększają produkcję egzoferów podczas głodzenia. Dlaczego to zaskakuje? Bo inne badania na modelu nicienia prowadzone przez uczonych specjalizujących się w starzeniu się komórek i organizmów wielokrotnie potwierdzały, że nic tak nie wydłuża życia, jak post. Czyżby dla neuronów był jednak stresem szkodliwym?

Genotyp każdej tkanki z osobna, czyli dlaczego serce nie wygląda jak mózg

20 lat temu zsekwencjonowano ludzki genom. Zakończył się wtedy jeden z, jak się wydawało, największych projektów naukowych ludzkości. I już...

zobacz więcej

Praca jest skomplikowana i dotyka co najmniej kilku różnych ścieżek przekazywania sygnałów chemicznych w komórce. Jak da się wyczytać już w tytule tej pracy, niezbędna jest biosynteza lipidów (tłuszczów) w komórce, oraz szlaki opisywane jako FGF i EGF RAS/MAPK. Chodzi o to, że cała sieć wzajemnych oddziaływań łączy w przypadku stresu głodowego neuronów różne czynniki zdolne pobudzić tak transportowanie peptydów, jak i powstawanie lipidowych pęcherzyków, w które się je pakuje i bez których nie miałyby szans opuścić komórki. Wielki agregat bowiem może się przemieszczać między obłonionymi komórkami tylko sam opakowany w błonę, która zleje się z błoną komórkową i wywali do wnętrza kolejnej komórki swą zagregowaną, toksyczną zawartość. Jak opisują autorzy: „Nasze dane definiują nieautonomiczną sieć, która łączy zmiany dostępności pożywienia ze zdalnymi i ekstremalnymi reakcjami homeostazy neuronalnej, istotnymi dla biologii transferu agregatów”.

Choroby neurodegeneracyjne - Alzheimer czy Parkinson - nie są uleczalne


Jakkolwiek nie brzmi to jak język z innej planety, fundamentalne tajemnice neurodegeneracji to właśnie pytanie o to, jak źle pozwijane w supełki białka opuszczają chore komórki, by prowadzić do destrukcji w kolejnych i kolejnych. Tej reakcji kaskadowej nie umiemy na razie zatrzymać i choroby neurodegeneracyjne, takie jak Alzheimer czy Parkinson, są nieuleczalne. Musimy nauczyć się radzić sobie z toksycznymi dla nas białkami, których trucicielska moc polega na tym, że sklejają się w wielkie agregaty i potrafią wędrować wskroś błon biologicznych.

Twoje INFO - kontakt z TVP INFO
Najnowsze odkrycia niewątpliwie przybliżają nas do uzyskania pełnego obrazu sieci molekularnych powiazań niezbędnej w tym nietrywialnym procesie. Ponownie dzięki badaniom nad wielokrotnym noblistą nicieniem C. elegans, czyli modelem, który choć bezmózgi, pomaga zrozumieć choroby mózgu. Ponownie dzięki wysiłkom wielu uczonych jednocześnie, ciężkiej pracy laboratoryjnej i gigantycznej nagromadzonej dotąd wiedzy. Tak działa nauka, a uzyskane przez nią wyniki są skomplikowane i zrozumieć je mogą w pełni wyłącznie specjaliści. Dając szansę na leki, które mogą powstrzymać choroby neurodegeneracyjne, jak Alzheimer i Parkinson.

Aplikacja mobilna TVP INFO na urządzenia mobilne Aplikacja mobilna TVP INFO na urządzenia mobilne
źródło:
Zobacz więcej