Demans Proteinlerinin Normal Hafızadaki Rollerini Ortaya Çıkarmak

Dergide yayınlanan çalışmada EMBO DergisiFlinders Üniversitesi araştırmacıları, rolü uzun süredir esrarengiz olan tau proteinine yeni bakış açıları sağlayarak, bunun bellek oluşumunun moleküler süreçlerine yardımcı olabileceğini keşfettiler.

Yakınlık etiketleme adı verilen hassas bir yöntem kullanan ekip, tau’nun beyin hücreleri içinde temas ettiği tüm proteinleri tanımlamayı, giderek etkileşime giren tüm protein koleksiyonunu etiketlemeyi ve tanımlamayı amaçladı.

Tau ile etkileşime giren proteinlerin koleksiyonuna ve bu etkileşimlerin hangi belirli işlevleri desteklediğine bakıldığında, araştırmacılar, tau’nun beyin hücre yapısını destekleyen proteinlere bağlanırken, aynı zamanda vezikülleri kontrol eden proteinlerle ve nörotransmiterler için hücre yüzeyi reseptörleriyle etkileşime girdiğini buldular. beyinde öğrenme ve hafıza için.

Flinders Sağlık ve Tıbbi Araştırma Enstitüsü’nde Nörobilim Kıdemli Araştırma Görevlisi olan kıdemli çalışma yazarı Dr Arne Ittner, “Yeni çalışmamız, tau’nun normal beyin işlevini desteklemek için birlikte çalıştığı tüm ortakların bir anlık görüntüsünü aldı” diyor.

“Çok sayıda ortaktan, nörotransmitter sensörlerini kritik bir şekilde kontrol eden bir enzim belirledik. NSF adı verilen bu enzim, özellikle Alzheimer’da tau tarafından inhibe edilir.”

Sinaps adı verilen beyin hücreleri arasındaki bağlantılardaki değişiklikler, hafızanın oluşumu ve saklanmasıyla ilgili süreçlerin temelini oluşturur. Bu değişiklikler moleküler düzeyde gerçekleşir ve ziyaret edilen yerler veya sevdiklerimiz gibi anıları saklamamıza ve hatırlamamıza yardımcı olur.

Anılar oluştuğunda, diğer beyin hücrelerinden gelen mesajları algılayan sensör molekülleri olan nörotransmitter reseptörlerinin sayısı sinapslarda artar. Bu süreç, ‘N-maleimide duyarlı faktör’ olarak adlandırılan bir enzim veya basitçe NSF dahil olmak üzere çeşitli faktörler tarafından kontrol edilir.

Yeni bulgular, demansın en yaygın şekli olan Alzheimer hastalığını anlamamızda kritik olabilir. Kısmen ilerleyici nörodejeneratif bozukluğun beyinde nasıl ortaya çıktığı konusundaki anlayışımızdaki boşluklar nedeniyle Alzheimer hastalığının şu anda tedavisi veya etkili tedavisi yoktur. Tau proteini Alzheimer hastalığında ve tüm frontotemporal demansların yarısında merkezi öneme sahiptir.

Alzheimer’ın son aşamaları bir yüzyıldan fazla bir süredir nöropatologlar tarafından bilinmesine rağmen, tau’nun normal işlevlerinin yaşamın diğer aşamalarındaki hafıza bozukluğuna nasıl bağlanabileceği daha az biliniyordu. Yeni çalışma, işlerin ters gitmeye başlayabileceği böyle bir ‘başlangıç ​​noktası’ tanımlıyor.

Çalışmanın baş yazarı ve Flinders Üniversitesi doktora öğrencisi Emmanuel Prikas, “Tau proteininin demansla ilişkili hafıza kaybındaki etkilerinin oldukça farkındayız, ancak ilginç olan, tau’nun normal hafıza süreçlerini kontrol etmeye yardımcı olmasıdır” diyor.

NSF’yi tau’nun yeni bir ortağı olarak belirledikten sonra ekip, yüksek güçlü mikroskobik teknikler ve farelerde hafıza testi kullanarak tau’nun nörotransmiter glutamat için reseptörleri içeren süreçlere spesifik olarak nasıl katkıda bulunduğuna odaklandı.

Kültürlü beyin hücrelerinde tau’nun NSF’yi nasıl etkilediğini doğrulamak için Macquarie Üniversitesi’nden meslektaşlarıyla birlikte çalışan araştırmacılar, NSF’nin tau proteini içermeyen hücrelerde kontrolsüz olduğunu ve glutamat reseptörlerinin anormal davranışına yol açtığını gördüler.

Dr Ittner, “Beyin hücrelerindeki tau proteinini çıkararak ve yeniden ekleyerek, reseptörlerin davranışındaki değişiklikleri, gelecekteki ilaç tedavilerinin odak noktası olabilecek tau’daki değişikliklere bağlayabildik” diyor.

Önemli olarak, nörotransmitter glutamat ve tau daha önce epilepsi ve inme sırasındaki nöbetlerle ilişkilendirilmiştir. Böylece, yeni bulgular, beyindeki glutamat reseptörlerini kontrol etmede tau’nun normal işlevi ile yüksek beyin aktivitesi koşulları arasında moleküler bir bağlantı sağlar.

Dr Ittner, “İlginç bir şekilde, NSF’deki mutasyonlar kalıtsal epilepsi biçimleriyle ilişkilendirildi ve bu yeni bulguyu tau’nun epilepsi ve felçteki işlevine yakın hale getirdi” diyor.

Bu çalışma, Ulusal Sağlık ve Tıbbi Araştırma Konseyi (hibe no. 1143978 ve 1176628); Avustralya Araştırma Konseyi (hibe no. DP170100843, DP200102396 ve DP220101900); Demans Avustralya Araştırma Vakfı; BrightFocus temeli (A2022022F); Flinders Vakfı, Flinders Üniversitesi ve Macquarie Üniversitesi; Dr Ittner, Ulusal Sağlık ve Tıbbi Araştırma Konseyi Gelişen Liderlik 2 bursiyeridir (hibe no. 1176628). Dr Stefanoska, Scientia Profesörü Henry Brodaty Doktora Sonrası Araştırma Görevlisi (Dementia Australia Research Foundation) ve BrightFocus üyesidir.