Źródło choroby Alzheimera

Naukowcy z Bochum opracowali nową hipotezę dotyczącą przyczyny występowania choroby Alzheimera. Przeanalizowali oddziaływanie białek FE65 oraz BLM, które zajmują się regulacją podziału komórek.

W modelu hodowli kultury komórek, naukowcy odkryli w ich jądrach struktury kuliste zawierające białka FE65 oraz BLM. Białka oddziaływały na komórki, wysyłając niewłaściwy sygnał dotyczący ich podziału. Być może odkrycie to pozwoli zrozumieć i wyjaśnić degenerację oraz śmierć komórek nerwowych u pacjentów cierpiących na chorobę Alzheimera.

Badania zostały przeprowadzone przez zespół kierowany przez dr Throsten Muller i dr Katrin Marcus z Department of Functional Proteomics we współpracy z RUB's Medical Proteome Centre kierowanym przez prof. Helmuta E. Meyera.

Wyniki badania opublikowano w magazynie „Journal of Cell Science”.

Zidentyfikowano składniki sferycznych struktur w jądrze komórki

Tak zwane białka poprzedzające amyloid APP są nieuniknione w przypadku choroby Alzheimera. Obejmują błony komórkowe oraz związane produkty rozkładu depozytów, które tworzą białka u pacjentów z chorobą Alzheimera, poza komórkami nerwowymi. Amyloidy APP przyczepiają białka FE65 do błony komórkowej, która stała się przedmiotem badania. FE65 mogą migrować do jądra, gdzie odbywa się proces replikacji i naprawy DNA.

Opierając się na komórkach hodowlanych, zespół kierowany przez dr Mullerustalił, że FE65 może łączyć się z innymi białkami w jądrze komórkowym, tworząc kuliste struktury zwane „kulami nuklearnymi”. Wideo mikroskopia wykazała, że struktury pierścienia mogą łączyć się ze sobą i tym samym, mogą się rozwijać.

- Stosując specjalny model hodowli komórkowej, byliśmy w stanie zidentyfikować dodatkowe składniki w tych sferach - powiedział Andreas Schrötte, doktorant pracujący w grupie Morbus Alzheimer w Institute for Functional Proteomics.

Naukowcy odkryli także, że białka BLM, które są znane z zespołu Blooma (niezwykle rzadka choroba dziedziczna, która wiąże się z karłowatością, niedoborem odporności oraz wzrostem ryzyka wystąpienia raka). BLM uczestniczy w replikacji DNA w jądrze.

Suma FE65 określa ilość BLM w jądrze komórkowym

Zespół Mullera postanowił przyjrzeć się bliżej funkcji FE65. Drogą genetycznej manipulacji, naukowcy generowali kultury komórek, w których zredukowano produkcję FE65. Mniejsza ilość FE65 skutkowała mniejszą ilością białka BLM w jądrze. BLM gromadziło się w innej części komórki – retikulum endoplazmatycznym. Ponadto w komórkach modyfikowanych genetycznie badacze stwierdzili niższy poziom replikacji DNA. Gdy naukowcy zwiększyli produkcję FE65, ilość BLM w jądrze ponownie wzrosła.

FE65 możliwą przyczyną choroby Alzheimera

U pacjentów z chorobą Alzheimera, białka APP (partnera interakcji FE65) były zmienione. Oddziaływanie tych dwóch cząsteczek jest ważne dla transportu FE65 w jądrze, w którym w połączeniu z BLM reguluje podział komórki. Zespół Mullera zakłada, że zmiany na płaszczyźnie interakcji APP i FE65 wpływają na wysyłanie błędnego sygnału komórkom sygnalizując podział.

Ponieważ komórki nerwowe zazwyczaj nie mogą się dzielić, degenerują miast umrzeć.

- Jest to hipoteza, którą zrealizowaliśmy we współpracy z grupą Morbus Alzheimer. Nasza hipoteza dostarcza ona nowe punkty wyjścia dla potencjalnych terapii, które są niezbędne dla leczenia choroby Alzheimera - powiedział dr Muller.