Znajdź zawartość

Białko PrP, którego nieprawidłowo uformowane cząsteczki są przyczyną choroby Creutzfeldta-Jakoba, może odgrywać równie istotną rolę w rozwoju choroby Alzheimera - donoszą badacze z Uniwersytetu w Zurychu. Testy na myszach wskazują, że zablokowanie aktywności prawidłowej formy tej proteiny całkowicie zapobiega powstawaniu zmian prowadzących do alzheimeryzmu. Bezpośrednią przyczyną choroby Creutzfeldta-Jakoba (ang. Creutzfeldt-Jakob disease - CJD) jest przedostanie się do organizmu prionów - białek o nieprawidłowej strukturze cząsteczek. Po przeniknięciu "wadliwej" proteiny do mózgu wpływa ona na molekuły białka PrPc i wymusza na nich zmianę kształtu do formy wadliwej, opisywanej jako PrPsc. Produkt tej przemiany posiada zdolność do tworzenia złogów, które upośledzają pracę mózgu i powodują tzw. zwyrodnienie gąbczaste. Choć na temat CJD oraz alzheimeryzmu napisano już wiele prac, do rozwiązania pozostawały dwie zagadki. Po pierwsze, nie wiadomo było, jaka jest fizjologiczna funkcja PrPc. Po drugie, nikt nie wiedział, dlaczego inne patologiczne białko, zwane amyloidem β, powoduje chorobę Alzheimera tylko wtedy, gdy występuje w niedużych złogach. Wygląda na to, że obie zagadki rozwiązano w jednym eksperymencie, przeprowadzonym przez naukowców z Uniwersytetu Yale. Wcześniejsze badania wykazały, że amyloid β szkodzi neuronom wyłącznie wtedy, gdy przyjmuje postać tzw. oligomerów, czyli kompleksów złożonych z 50-100 cząsteczek. Skupiska takie ograniczają wymianę informacji pomiędzy komórkami nerwowymi, lecz najnowsze badania pokazują, że nawet one nie są w stanie wywołać choroby samodzielnie. Naukowcy od wielu lat spekulowali, czy jest to wina bezpośredniego wpływu na komórki, czy też toksyczność amyloidu β jest zależna od receptorów na powierzchni neuronów. Aby odnaleźć białko współwinne choroby Alzheimera, naukowcy przejrzeli bazę danych dotyczącą wszystkich protein znajdujących się na powierzchni mysich komórek (bazy białek ludzkich nie badano najprawdopodobniej dlatego, że jest ona bardzo niekompletna). Analiza ich struktury wykazała, że tylko jedna proteina spośród 225 000 jest w stanie wiązać amyloid β powstający w ludzkim mózgu - była nią właśnie PrPc. Nie przyłączała się ona ani do pojedynczych cząsteczek białka związanego z alzheimeryzmem, ani do dużych jego kompleksów, co idealnie pasowało do hipotezy postawionej przez badaczy z Uniwersytetu Yale. Aby potwierdzić swoje przypuszczenia, naukowcy wyhodowali myszy, których układ nerwowy wytwarzał formę PrPc pozbawioną fragmentu "pasującego" do amyloidu β. Ich mózgi nastrzykiwano porcjami oligomerów amyloidu, lecz bez efektu - choroba Alzheimera nie rozwijała się. Podobny efekt uzyskiwano, gdy myszom niemodyfikowanym wstrzykiwano przeciwciało blokujące zdolność PrPc do wiązania amyloidu β. Efekt był taki sam - zwierzęta nie chorowały. Oznacza to niemal jednoznacznie, że udało się zidentyfikować jedną z możliwych ról "białka prionowego" w organizmie. Choć dokonane odkrycie można śmiało uznać za przełomowe, do rozwiązania zostaje wiele zagadek. Przede wszystkim nie wiadomo, czy ten sam efekt udałoby się uzyskać podczas badania ludzkich mózgów. Nikt nie wie także, czy ewentualna terapia blokująca interakcję pomiędzy PrPc a amyloidem β byłaby bezpieczna i czy nie zakłóciłaby ona innej, równie ważnej funkcji układu nerwowego. Bez wątpienia jesteśmy jednak o krok bliżej od zrozumienia sekretów alzheimeryzmu...

Białko odpowiedzialne za rozwój choroby Creutzfelda-Jakoba bierze naturalnie udział w interpretacji bodźców węchowych - twierdzą badacze z Columbia University. Ich zdaniem, odkrycie pozwala na lepsze zrozumienie rozwoju opisywanego schorzenia oraz podjęcie prób leczenia niektórych jego objawów. Proteina, o której mowa, zwana jest komórkową formą białka prionowego (ang. prion protein, cellular form - PRPc). Przez wiele lat jej rola pozostawała dla badaczy tajemnicą, zaś sławna stała się dopiero wtedy, gdy udowodniono jej udział w rozwoju choroby Creutzfelda-Jakoba (ang. Creutzfeld-Jakob Disease - CJD). Od pewnego czasu wiadomo było, że cząsteczka ta działa w mózgu prawidłowo, dopóki nie wejdzie w kontakt z prionem - molekułą tego samego białka wykazującą nieprawidłową strukturę przestrzenną, opisywaną jako PRPsc (skrót "sc" pochodzi od "scrappie" - nazwy bardzo choroby prionowej występującej u owiec). Pod wpływem interakcji "zdrowa" forma białka przybiera wadliwy kształt i sama staje się przyczyną upośledzenia funkcji kolejnych cząsteczek PRPc. Mimo to, choć prowadzono liczne badania, funkcja prawidłowych cząsteczek tej proteiny nie była do końca jasna. Na podstawie testów z udziałem myszy ustalono, że osobniki niezdolne do wytwarzania PRPc nie są w stanie wyszukać ukrytego przed nimi jedzenia ani odróżnić od siebie różnych zapachów, zaś przywrócenie normalnego poziomu białka pozwalało na odzyskanie tej umiejętności. W oczywisty sposób sugerowało to funkcję komórkowej formy białka prionowego, lecz wciąż nie było wiadomo, czy bierze ona udział w samej detekcji sygnałów zapachowych, czy też w ich przetwarzaniu przez mózg. Dalsze badania wykazały, że u myszy pozbawionych PRPc narząd węchu był w stanie wykryć substancje zapachowe, lecz upośledzona została zdolność do przetwarzania odpowiednich impulsów. U zdrowego gryzonia proces ten zachodzi w opuszce węchowej - wyspecjalizowanym rejonie kresomózgowia. Dotychczas uważano, że główną przyczyną zmian chorobowych w CJD było odkładanie się nadmiernej ilości PRPsc w tkance nerwowej. Teraz, gdy wykazano dodatkowe źródło zaburzeń, możliwe będzie podjęcie prób leczenia niektórych niekorzystnych objawów tego śmiertelnego schorzenia. Szczegółowe informacje na temat odkrycia zamieszczono na łamach czasopisma Nature Neuroscience.