Sự sụp đổ của bộ xương tế bào có thể kích hoạt tử vong nơron trong bệnh Alzheimer

Các nhà khoa học tại Đại học California, Santa Barbara, đã mở ra cánh cửa mới trong việc tìm kiếm điều gì sẽ xảy ra với các tế bào não bị phá hủy trong bệnh Alzheimer và các chứng mất trí nhớ liên quan.

“Với chứng sa sút trí tuệ, các tế bào não hoặc tế bào thần kinh mà bạn cần cho các kỹ năng nhận thức không còn hoạt động bình thường. Sau đó, họ thậm chí không còn ở đó nữa vì họ chết. Đó là nguyên nhân dẫn đến chứng mất trí nhớ; bạn đang mất năng lực tế bào thần kinh, ”tác giả cấp cao Stuart Feinstein, Tiến sĩ, đồng giám đốc Viện Nghiên cứu Khoa học Thần kinh của UC Santa Barbara cho biết.

Trong khoảng 30 năm, Feinstein đã nghiên cứu loại protein được gọi là “tau” thông qua việc sử dụng hóa sinh trong ống nghiệm và nhiều loại tế bào được nuôi cấy làm mô hình. Trong điều kiện khỏe mạnh, tau được tìm thấy trong các sợi trục dài của tế bào thần kinh kết nối với các mục tiêu của chúng, thường ở xa cơ thể tế bào. Tau có tác dụng ổn định các vi ống - một phần quan trọng của bộ xương tế bào và cần thiết cho nhiều khía cạnh của cấu trúc và chức năng tế bào thần kinh.

Người ta đã biết từ lâu rằng một peptide nhỏ có tên amyloid beta có liên quan đến quá trình chết tế bào thần kinh và bệnh Alzheimer, mặc dù cơ chế hoạt động chính xác của nó vẫn chưa được biết rõ. Gần đây, bằng chứng di truyền đã cho thấy amyloid beta cần tau để tiêu diệt tế bào thần kinh; tuy nhiên, những gì nó làm với tau vẫn còn là bí ẩn.

Feinstein nói: “Chúng tôi biết amyloid beta là một kẻ xấu. “Amyloid beta gây bệnh; amyloid beta gây ra bệnh Alzheimer’s. Câu hỏi đặt ra là nó làm như thế nào? ”

Ông lưu ý rằng hầu hết các nhà nghiên cứu bệnh Alzheimer sẽ nói rằng amyloid beta khiến tau trở nên phosphoryl hóa bất thường và quá mức. Điều này cho thấy rằng các protein tau bị biến đổi hóa học một cách không thích hợp với các nhóm photphat. Feinstein cho biết: “Nhiều protein của chúng ta bị phosphoryl hóa. "Nó có thể được thực hiện đúng cách hoặc không đúng cách."

Feinstein và các sinh viên của ông muốn tìm ra lý do chính xác cho sự phosphoryl hóa bất thường được cho là của tau để hiểu rõ hơn về những gì đã xảy ra. “Điều đó sẽ cung cấp manh mối cho các công ty thuốc; Feinstein cho biết họ sẽ có một mục tiêu chính xác hơn để làm việc. “Họ càng hiểu chính xác về sinh hóa của mục tiêu, thì công ty dược phẩm có thể thực hiện một cuộc tấn công tốt hơn vào một vấn đề.”

Feinstein nói rằng giả thuyết ban đầu của nhóm nghiên cứu cho rằng amyloid beta dẫn đến quá trình phosphoryl hóa tau bất thường trên diện rộng hóa ra không đúng. “Tất cả chúng ta đều muốn thỉnh thoảng có được một quả bóng cong ném theo cách của chúng ta, phải không?” Feinstein nói. "Bạn muốn thấy một cái gì đó khác biệt và bất ngờ."

Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng khi họ thêm amyloid beta vào các tế bào thần kinh, tau trong các tế bào đó không bị phosphoryl hóa quá mức như dự đoán. Thay vào đó, họ quan sát thấy sự phân mảnh hoàn toàn của tau trong vòng một đến hai giờ kể từ khi tế bào tiếp xúc với beta amyloid. Trong vòng 24 giờ, các tế bào đã bị phá hủy.

Feinstein giải thích rằng tau có nhiều công việc, nhưng công việc dễ hiểu nhất của nó là điều chỉnh bộ xương tế bào. Tế bào có bộ xương giống như con người có bộ xương.

Tuy nhiên, có một điểm khác biệt chính là bộ xương của con người không thay đổi hình dạng nhanh chóng, trong khi bộ xương của tế bào liên tục ngắn lại, lớn lên và di chuyển. Nó phải làm điều này để giúp tế bào thực hiện nhiều chức năng quan trọng của nó. Bộ xương tế bào đặc biệt quan trọng đối với tế bào thần kinh vì chiều dài lớn của chúng.

Feinstein cho rằng tế bào thần kinh chết trong bệnh Alzheimer là do bộ xương tế bào của chúng không hoạt động bình thường. Feinstein cho biết: “Nếu bạn phá hủy tau, một cơ quan điều chỉnh quan trọng của các vi ống, người ta có thể dễ dàng nhận thấy điều đó cũng có thể gây chết tế bào.

Ông nói: “Chúng tôi biết từ các loại thuốc điều trị ung thư rằng nếu bạn điều trị các tế bào bằng các loại thuốc làm phá vỡ bộ xương tế bào, các tế bào sẽ chết. "Trong tâm trí của tôi, điều tương tự có thể xảy ra ở đây."

Nghiên cứu được xuất bản trong phiên bản trực tuyến của Tạp chí Hóa học Sinh học.

Nguồn: Đại học California