Alzheimer: Cơ chế tế bào loại bỏ protein bị lỗi
Sự tích tụ của các protein tau bị lỗi là một đặc điểm nổi bật của các bệnh thoái hóa thần kinh như Alzheimer’s. Các protein bị lỗi tạo thành các đám rối làm rối loạn chức năng não và giết chết các tế bào thần kinh hoặc tế bào thần kinh.
Giờ đây, các nhà khoa học đã xác định được một phân tử đóng vai trò quan trọng giúp ngăn ngừa sự tích tụ của protein tau độc hại trong não.
Phân tử, có tên là phân loại protein không bào 35 (VPS35), xác định và loại bỏ các protein tau bị lỗi khỏi tế bào thần kinh.
Sử dụng tế bào người, các nhà nghiên cứu từ Trường Y khoa Lewis Katz (LKSOM) tại Đại học Temple ở Philadelphia, PA, cho thấy rằng họ có thể kiểm soát sự tích tụ của tau bằng cách thay đổi mức độ của VPS35.
Họ mô tả những phát hiện trong một Tâm thần học phân tử giấy nghiên cứu.
Tác giả nghiên cứu cao cấp, GS Domenico Praticò, Giám đốc Trung tâm Bệnh Alzheimer của LKSOM tại Temple, cho biết: “Một phần chính của những gì VPS35 làm được, là phân loại và vận chuyển các protein bị rối loạn chức năng đến các vị trí thoái hóa.”
Nhà nghiên cứu và các đồng nghiệp của ông cũng phát hiện ra rằng tác dụng của VPS35 đối với tau phụ thuộc vào hoạt động của cathepsin D, một loại enzyme phân hủy protein trong tế bào.
Tế bào thần kinh dễ bị tổn thương bởi các protein bị lỗi
Sự gấp nếp chính xác của các protein là cần thiết cho hoạt động của tế bào. Nếu chúng gấp không đúng cách, chúng sẽ không hoạt động đúng cách và có thể làm gián đoạn các quá trình quan trọng. Để bảo vệ khỏi điều này, các tế bào có cơ chế loại bỏ các protein bị lỗi.
Tuy nhiên, sự tích tụ của các protein bị lỗi vẫn xảy ra. Các tế bào thần kinh đặc biệt dễ bị tổn thương bởi các chất lắng đọng protein bị gấp khúc vì đặc tính sinh học độc đáo của chúng. Lỗ hổng này có thể giải thích tại sao sự tích tụ protein khiếm khuyết thường có trong các bệnh thoái hóa thần kinh.
Tau là một trong những protein phổ biến nhất để hình thành chất độc tích tụ trong não. Các nhà khoa học gọi tình trạng này là bệnh lý tauopathy.
Các nghiên cứu trước đây đã nhấn mạnh rằng các vấn đề với VPS35 xảy ra trong bệnh Alzheimer. Những nghiên cứu này cũng chỉ ra rằng những người bị bệnh Alzheimer có ít VPS35 hơn trong não của họ.
Tuy nhiên, cho đến khi nghiên cứu gần đây, vẫn chưa rõ VPS35 liên quan đến việc tích tụ tau như thế nào.
Giáo sư Praticò nói rằng ông và nhóm của mình bắt đầu xác định xem VPS35 có vai trò trong việc xóa tau bị lỗi trong các ô hay không.
Giảm VPS35 làm tăng tiền gửi tau
Đối với nghiên cứu của mình, nhóm nghiên cứu đã sử dụng mô não của những người mắc bệnh liệt siêu nhân (PSP) hoặc bệnh Picks 'tiến triển. Họ chọn hai điều kiện này bởi vì các chất đạm độc hại của chúng chỉ đến từ những tau bị lỗi.
Ngược lại, não của những người mắc bệnh Alzheimer có xu hướng tích tụ hai loại protein bị lỗi: beta-amyloid và tau.
Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng mức độ của VPS35 trong các mẫu PSP và Picks thấp hơn 50% so với trong mô não của những người không mắc bệnh thoái hóa thần kinh.
Trong các thí nghiệm trên tế bào người được nuôi cấy, họ phát hiện ra rằng họ có thể kiểm soát trực tiếp lượng tau tích tụ bằng cách thay đổi mức VPS35. Ngoài ra, họ phát hiện ra rằng hiệu quả phụ thuộc vào hoạt động của cathepsin D.
Đây là nghiên cứu đầu tiên cho thấy VPS35 có vai trò trong bệnh lý tau.
Kết nối synap giảm 40–50%
Sau đó, nhóm nghiên cứu đã thay đổi mức VPS35 ở những con chuột có tích tụ tau trong não của chúng. Họ chỉ ra rằng việc giảm VPS35 làm suy giảm trí nhớ và khả năng học tập của động vật và làm suy giảm khả năng kiểm soát chuyển động.
Khi các nhà nghiên cứu kiểm tra các mô não của động vật, họ phát hiện ra rằng việc hạ thấp VPS35 đã làm gián đoạn các khớp thần kinh trong tế bào thần kinh và làm hỏng đáng kể khả năng giao tiếp của chúng.
Các loài động vật mất khoảng 40–50% “kết nối synap” do hạ thấp VPS35.
Nhóm nghiên cứu cho rằng có thể phát triển một loại thuốc phục hồi chức năng VPS35 trong các bệnh thoái hóa thần kinh. Họ đã lên kế hoạch để điều tra khả năng này.
GS Praticò gợi ý rằng nhắm mục tiêu một cơ chế thay vì một enzym có thể là một cách tiếp cận khả thi hơn.
"Khi tau tồn tại trong các tế bào, nó rất có hại cho khớp thần kinh, nơi các tế bào thần kinh gặp gỡ và trao đổi tín hiệu."
Giáo sư Domenico Praticò
