Драйвер хвороби Альцгеймера – тау-білок
Патологія головного мозку прихворобі Альцгеймера виявляється за допомогою тіофлавін-S флуоресцентної мікроскопії, що показує як нейрофібрилярні клубки (пламеподібні структури), так і амілоїдні бляшки (округлі структури). Сканування мозку дозволяє візуалізувати накопиченняамілоїду у мозку живих осіб (на амілоїд вказують тепліші кольори). (Фото: Mayo Clinic)
Вивчивши понад 3600 посмертних зразків тканини головного мозку, вчені з кампусів Клініки Мейо (Mayo Clinic) у Джексонвіллі (Флорида) та Рочестері (Міннесота) дійшли висновку, що характерні для пацієнтів зхворобою Альцгеймера прогресуюче зниження втрата пам'яті викликаються порушенням функції тау-білка.Амілоїд, інший характерний дляхвороби Альцгеймера токсичний білок, накопичується в міру прогресування захворювання, але не є головним винуватцем його розвитку.
Крім того, на думку дослідників, отримані ними дані показують, що новим напрямом у лікуванні хвороби Альцгеймера має бути блокування дії токсичної тау .
«Протягом останніх 25 років більшість досліджень у галузі хвороби Альцгеймера справді сфокусовано на амілоїді», - продовжує доктор Мерей. «Спочатку було встановлено, що у пацієнтів, які несуть мутації або зміни в гені амілоїду, спостерігається важка форма патології Альцгеймера – зокрема, підвищені рівні амілоїду. Отримані протягом останнього десятиліття скани мозку показали, що у процесі старіння відбувається накопичення амілоїду, і тому більшість моделей хвороби Альцгеймера засновані на токсичності цього білка. Таким чином, область вивчення хвороби Альцгеймера виявилася звуженою».
Вченим із Клініки Мейо вдалося подивитисяна еволюцію одночасно амілоїду та тау-білка
«Уявіть собі, що ви дивитеся на кільця дерева. Вивчаючи його поперечний зріз, ви можете виявити закономірності, такі як зміна пір року та старіння дерева», - каже д-р Мерей. «Вивчення зразків головного мозку на різних стадіях хвороби Альцгеймера дає нам уявлення про вплив різних ступенів тяжкості як амілоїдної, так і тау-патології на когнітивні функції, і нам дуже пощастило, що ми мали можливість використовувати ресурс банку Клініки Мейо, якому тисячі людей посмертно пожертвували свій головний мозок. Це дозволило нам зрозуміти зміни в тау та амілоїді у їхній динаміці».
«Тау можна порівняти зі шпалами, що стабілізують залізничну колію, яку клітини мозку використовують для транспортування харчування, повідомлень та інших життєво важливих вантажів по всьому нейрону», - пояснює доктор Мерей. «При хворобі Альцгеймера зміни в тау-білку призводять до нестабільності цих шляхів у нейронах гіпокампу, центру пам'яті. Аномальна тау накопичується в нейронах, що в кінцевому підсумку призводить до їх смерті. Існують докази того, що потім аномальний тау поширюється від клітини до клітини, дисемінуючи кору головного мозку. Кора – зовнішня частина мозку, що у вищих рівнях мислення, планування, поведінки й уваги, відбиває пізніші зміни у поведінці пацієнтів із хворобою Альцгеймера. Амілоїд, на противагу тау-білку, починає накопичуватися у зовнішніх частинах кори, а потім перекидається на гіпокамп і, зрештою, на інші області. Наше дослідження показує, що накопичення амілоїду чітко пов'язане із зниженням когнітивних здібностей. Однак якщо взяти до уваги тяжкість тау-патології, взаємозв'язок амілоїду та розумових здібностей зникає, що говоритьпро те, що драйвером хвороби Альцгеймера є тау-білок.
Візуалізація амілоїду в головному мозку використовується лише близько десяти років, і «залишається ще багато нерозділених на сьогодні питань про те, що вона визначає», - додає Мерей. "Вивчення того, яка патологія мозку лежить в основі свідчить про хворобу Альцгеймера порога, при скануванні мозку з амілоїдними відкладеннями можливе тільки на пацієнтах, які пройшли сканування і пожертвували свій мозок для досліджень".
Дослідження було проведено у два етапи. Вчені з Клініки Мейо у Флориді вивчили 3618 зразків мозку з її банку, з яких 1375 були зразками мозку хворих на підтверджену хворобу Альцгеймера. Ці пацієнти з різним ступенем деменції померли у різному віці, що дало змогу оцінити захворювання у його розвитку.
Для вивчення еволюції амілоїду та тау-білка у зрізах тканини головного мозку дослідники використовували рекомендовані скорингові системи. Вони встановили, що вік, в якому проявляється зниження когнітивних здібностей, тривалість захворювання та психічні порушення визначаються ступенем тяжкості тау-патології, але не ступенем тяжкості патології, пов'язаної з амілоїдом.
Друга частина дослідження була проведена зі співпрацею з їхніми колегами з Рочестера. Разом вчені вивчили та порівняли прижиттєві скани мозку пацієнтів з відкладеннями амілоїду, щоб оцінити амілоїдну та тау-патологію.
Дослідники встановили, що сигнал цих сканів співвідноситься з амілоїдною патологією мозку, а не з амілоїдом, що знаходиться в судинах, і не співвідноситься з тау-патологією. У мозку деяких учасників дослідження спостерігалося відкладення амілоїду, характерне для патології, що не досягає того порога, який виявляється на сканах пацієнтів зхворобою Альцгеймера Це важливо, тому що амілоїд може бути знайдений у мозку людей похилого віку, у яких не відзначається зниження когнітивних здібностей, підкреслюють дослідники.
«Отримані нами результати свідчать про те, що з погляду терапії нам необхідно зосередитися на тау. Тим не менш, вони ще раз підтверджують, що метод сканування мозку, що використовується сьогодні, з метою оцінки рівня амілоїду цінний для відстеження розвитку хвороби Альцгеймера», - підбиває підсумок д-р Мерей. «Незважаючи на те, що за результатами нашого дослідження «переможцем» став тау-білок, вірно також і те, що сканування мозку на амілоїд може бути використане для підтвердження того, що у включених до клінічних випробувань пацієнтів поріг амілоїду відповідає хворобі Альцгеймера – замість маркера тау».