Tau-baltymų antikūniai sušvelnina trauminių smegenų sužalojimų padarinius • Julija Kondratenko • Mokslinės naujienos apie "Elementus" • Neurobiologija, medicina, molekulinė biologija

Tau-baltyminiai antikūnai sušvelnina trauminių smegenų sužalojimų poveikį.

Pav. 1. Mikrotubulų struktūra (nurodyta geltonos rodyklės) pelių neuronuose. TBI (Trauminė smegenų trauma) – po trauminio smegenų sužalojimų, plakimas – sveikų gyvūnų. Cis – pelėms buvo gydomi tau baltymo cis formos antikūnai, o IgG – pelėms buvo įšvirkščiami IgG imunoglobulinai. Po sužalojimo, nervų ląstelių aksonuose esančios mikrotubulės buvo sugadintos, nebent pelėms buvo įšvirkščiami antikūnai prieš tau baltymo cis formą. Paveikslėlis iš aptariamo straipsnioGamta

Mokslininkai gavo antikūnus, kurie gali būti naudojami kovojant su encefalopatija, liga, kuri atsiranda dėl sunkių galvos traumų. Pacientai, turintys encefalopatijos, kenčia nuo sutrikusios atminties ir sąmonės, galvos skausmo ir depresijos. Kai encefalopatija smegenyse kaupiasi tau baltymų plokšteles, kurios yra tam tikroje ragenoje. Mokslininkų gauti antikūnai trukdė formuoti tokias plokšteles po pelių galvos traumų, dėl kurių jiems pavyko sustabdyti patologinius procesus, kurie prasideda gyvūnų smegenyse po traumos.

Nuo trauminio smegenų sužalojimo gali paveikti ne tik smegenų plotas, kuris buvo tiesiogiai pažeistas. Kartais susidaro encefalopatija – rimta liga, kurią lydina tau baltymų grupių smegenys; kitais žodžiais tariant, tos pačios plokštelės būna panašios į Alzheimerio ligą.Smegenų audinys pamažu pradeda pablogėti, yra atminties ir sąmonės sutrikimų, galvos skausmas ir depresija. Tačiau iki šiol neaišku, kur šiuo atveju yra priežastis ir kur pasekmė: sutrikimai smegenų struktūroje atsiranda dėl tau baltymo kaupimosi arba, priešingai, tau baltymai kaupiasi, kai liga jau prasidėjo? Suprasti, kur yra priežastis ir kur yra poveikis, yra plėtoti terapiją prieš encefalopatiją. Toks gydymas būtų labai naudingas tiems, kurie dažnai rizikuoja savo galvomis – visų pirma kariuomenei ir sportininkams.

Mokslininkai nusprendė išbandyti hipotezę, kad tau baltymų plokštelė yra smegenų sutrikimų tolesnio plitimo priežastis po sužalojimo. Siekiant formuoti plokšteles, tau baltymai turi būti tam tikroje būsenoje: pirma, būti fosforilinti, ir antra, priimti vadinamąją cis formą. Tai reiškia, kad abu aminorūgščių grandinės galai, esantys prieš ir po tam tikros aminorūgšties, turi būti nukreipti į vieną pusę. Kai šios molekulės dalys pasukamos priešinga kryptimi, susidaro tau baltymo trans forma.Toks tau baltymo variantas ne tik nesudaro plokštelių, bet netgi turi teigiamą poveikį nervų ląstelių aksonų būklei, prisidedant prie mikrotubulių surinkimo. Todėl, norėdami atsikratyti plokštelių, mokslininkai gavo antikūnų, kurie susiordavo patogenišką cio formą tau baltymo, bet neveikia su trans forma. Jei mes manysime, kad tau baltymų plokštelės yra priežastis, o ne po trauminės encefalopatijos rezultatas, antikūnai prieš tau baltymo cis formą gali trukdyti vystytis šiai patologinei būklei.

Pradžioje mokslininkai buvo įsitikinę, kad tau baltymo cis formos antikūnai yra susiję su pacientų, sergančių encefalopatija, smegenų preparatais ir nesusiję su sveikų žmonių smegenų preparatais. Svarbu atkreipti dėmesį į tai, kad baltymų trans-formą, antikūnus, kuriuos taip pat gavo tyrėjai, buvo rasta ir sergančių, ir sveikų audinių mėginiuose. Be to, mokslininkai pradėjo stebėti dviejų tau baltymo variantų kaupimąsi pelėms, patyrusiems galvos traumų. Gyvūnai buvo arba tiesiog virš galvos, arba dedami į specialiai suprojektuotą aparatą, kuris imitavo sprogimo smūgio bangos poveikį (eksperimentai, žinoma, buvo atliekami anestezijos būdu).Kartą po gyvūno sužalojimo mokslininkai gavo preparatus iš savo smegenų ir dažo juos antikūnus prieš tau baltymų cis ir trans formas. Paaiškėjo, kad po sužalojimo bendras tau baltymo kiekis padidėja dėl cis formos baltymo padidėjimo. Silpna žala padidino šio baltymo kiekį trumpai ir šiek tiek, o cis formos lygis praėjo po dviejų savaičių po sužalojimo. Tačiau jei žala buvo sunkesnė, cis-baltymų kiekis šoktelėjo stipresnis ir negrįžo į normalų lygį.

Tau baltymų Cys formos daugiausia pasireiškė neuronų aksonais, kaip ir pacientams, turintiems encefalopatiją. Ten, kur susidarė tau baltymų plokštelės, buvo sutrikdyta mikrotubulių struktūra (1 pav.) Ir normalus mitochondrijų išdėstymas (nes greitas šių organelių transportavimas vyksta būtent išilgai mikrotubulių, mitochondrijos gali judėti palei aktino gijų, tačiau toks transportas vyksta lėtai).

Tau baltymo cis formos buvo paskleistos pelių, išgyvenusių traumą, smegenyse: jei praėjus dviem mėnesiams po traumos, ši baltymų forma buvo rasta tik žievės srityje, tada po šešių mėnesių jis pasirodė hipokampa, smegenų struktūra, kurioje "ženklai" saugomi visiems prisiminimams.Labai sužalotų smegenų nervų būklė tapo užkrečiamai sunkiu: kai ląstelės smegenų lizatai, išgyvenę sunkiu galvos traumu, buvo pridėti prie nervų ląstelių kultūrų, jie pradėjo apoptozę daug daugiau nei įprastai (siekdami savižudybės). Sveiki pelių smegenų lizatai tokioje reakcijoje nesukėlė kultivuotose ląstelėse. Tokia pati rimta kultivuotų neuronų būklė gali būti sukeliama įvedant į juos papildomas tau baltymo geno kopijas ir fermentą, kuris susijęs su jo fosforiliavimu.

Įdomu tai, kad naudojant tio baltymo cis formos antikūnus, ląstelių kultūros buvo išgelbėtos nuo sužalotų pelių smegenų lizatų žalingo poveikio. Tai parodė, kad patogenezė tau baltymo forma, kuri yra linkusi formuoti plokšteles, pablogina neuronų būklę. Taigi, jo antikūnai gali padėti organizmui išgyventi traumuotą smegenų sužalojimą.

Norėdami tai patikrinti, mokslininkai bandė išgydyti traumos smegenų sužalojimus pelėms su antikūniais prieš tau baltymo cis formą. Kadangi antikūnai nepraeina per kraujo ir smegenų barjerą tarp kraujo ir nervų audinio, reikia injekuoti į gyvūnų smegenų skilvelius.Pirmoji injekcija buvo skirta pelėms po 15 minučių po traumos, po to – po vieną injekciją kas keturias dienas. Po dviejų savaičių tokio gydymo paaiškėjo, kad žaizdų pelių smegenyse nebuvo pastebėta nei tau baltymų plokštelių kaupimosi, nei nervų ląstelių aksonų struktūros sutrikimų ar apoptozės padidėjimo. Kai kurių pelių likimas buvo ilgesnis, todėl antikūnus įšvirkščiama kas šeši mėnesiai kas dvi savaites. Encefalopatijos raida nebuvo pastebima net per tokį ilgą laikotarpį (2 pav.).

Pav. 2 Kontroliuojamųjų gyvūnų ("Sham") ir pelių, išgyvenusių galvos traumos (TBI), kortikos nervų (Cortex) ir hipokampų (Hippo) preparatai. IgG – kontroliniai mėginiai cis – gyvūnai buvo švirkščiami su tau baltymo cis formos antikūniais. Tau baltymų dėmės dažytos raudona. Galima pastebėti, kad tau baltymo antikūnai prieš cis formą trukdė dangai susidaryti po dviejų savaičių po traumos ir praėjus 6 mėnesiams. Paveikslėlis iš aptariamo straipsnio Gamta

Į elgsenos lygį pelės, kurios nebuvo gydytos antikūniais po traumos, skiriasi nuo pelių, kurios buvo gydomos, ir pasireiškė rizikingo elgesio. Pelėms vertinama naudojant kryžiaus labirintą, dvi rankovės yra atviros, o du galai – negyvuose galuose.Sveiki pelės, taip pat pelės, kurių galvos smegenų sužalojimai buvo gydomi antikūniais, buvo pagaminti uždarose labirintuose. Toks elgesys laikomas normaliu, nes pelėms, kaip ir daugeliui kitų gyvūnų, jaustis patogiau mažoje uždaroje erdvėje, kuri atrodo kaip skylė. Pelės, kurių sužalojimai nebuvo gydomi antikūniais prieš tau baltymo cis formą, buvo pavojingos ir pasirinko atviros labirinto ginklus. Pasirodo, kad antikūnai padėjo užkirsti kelią nesveikai pavojingam elgesiui pelėms po trauminio smegenų sužalojimo.

Tiesa, erdvinė atmintis pelėms nepagerino traumų gydymo antikūnų. Taigi, nors dabar mes turime perspektyvą gauti vakciną encefalopatijai, vis tiek geriau laikyti galvą.

Šaltinis: Asami Kondo ir kt. Antikūnai prieš ankstyvą neurodegeneracijos vairuotoją cis P-tau blokuoja smegenų sužalojimą ir tauopatiją // Gamta. 2015. Doi: 10.1038 / nature14658.

Julija Кондратенко


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: