Протеинът тау показва неочаквани ползи за намаляване на мозъчните увреждания

Проучване на изследователи от Медицинския колеж „Бейлър“ и Неврологичния изследователски институт „Иън и Дан Дънкан“ в Детската болница в Тексас установи, че протеинът Тау, известен като ключов фактор в развитието на няколко невродегенеративни заболявания, включително болестта на Алцхаймер, също има положителна функция в мозъка. Тау намалява невронните увреждания, причинени от излишъка от реактивни кислородни видове (ROS) или свободни радикали, и насърчава здравословното стареене. Проучването е публикувано в списанието Nature Neuroscience.

„ROS са естествени странични продукти на различни клетъчни функции в тялото. Докато ниските нива на ROS са полезни, излишните нива са вредни за клетките, защото причиняват образуването на токсични форми на други молекули, което води до оксидативен стрес, включително пероксидирани липиди“, каза водещият автор д-р Линдзи Гудман, постдокторант в лабораторията на д-р Хуго Белен. „Невроните са особено податливи на оксидативен стрес и ще бъдат унищожени, ако нивата на пероксидирани липиди не се контролират правилно.“

Липидните капчици предпазват мозъка от оксидативно увреждане

Има все повече доказателства, че мозъкът ни е разработил няколко неврозащитни стратегии за борба с уврежданията, предизвикани от ROS.

Една такава стратегия, открита от екипа на Белен през 2015 г., е, че невроните експортират тези токсични пероксидирани липиди към съседни глиални клетки, които след това ги секвестират в липидни капчици за съхранение и бъдещо производство на енергия. „Този процес ефективно премахва и неутрализира тези токсични липиди“, отбеляза Гудман. „В настоящото проучване изследвахме ролята на тау протеина в образуването на липидни капчици в глиалните клетки.“

Екипът установи, че нормалният ендогенен тау протеин в мухите е необходим за образуването на липидни капчици в глиалните клетки и за защита срещу реактивни форми на кислород (ROS) в невроните. По подобен начин тау протеинът е необходим за образуването на липидни капчици в глиалните клетки, получени от плъхове и хора.

Въпреки че експресията на нормален човешки Тау протеин е достатъчна за възстановяване на образуването и узряването на липидни капчици в глиални клетки при мухи, на които липсва естествен Тау протеин, когато този човешки Тау протеин носи мутации, свързани с повишен риск от болестта на Алцхаймер, глията не е в състояние да образува липидни капчици в отговор на ROS в невроните.

Това предполага, че мутациите в Тау протеина могат да намалят нормалната способност на протеина да предотвратява оксидативния стрес, в допълнение към причиняването на типичното за заболяването натрупване на протеини, както е описано в предишни проучвания. Като цяло, тези данни подкрепят нова неврозащитна роля на Тау протеина в борбата с токсичността, свързана с ROS.

Допълнителни връзки със заболяването бяха открити с помощта на модели на мухи и плъхове на състояния, индуцирани от Тау, при които човешкият Тау протеин с мутации е свръхекспресиран в глиални клетки. В тези сценарии изследователите отново наблюдаваха дефекти в липидните капчици на глиалните клетки и клетъчна смърт в отговор на ROS в невроните. Това показа, че Тау е дозозависим регулатор на липидните капчици на глиалните клетки и че твърде много или твърде малко от него може да бъде вредно.

„Разкривайки изненадваща нова неврозащитна роля на тау протеина, изследването отваря вратата към потенциални нови стратегии за забавяне, обръщане и лечение на невродегенеративни заболявания“, каза Белен, съавтор на статията. Той е професор по молекулярна биология и генетика в Бейлър и е председател на катедрата по неврогенетика в Duncan NRI. Белен е и професор по ембрионална биология в Бейлър.

За разлика от обичайната си „негативна“ роля при невродегенеративни заболявания, това проучване показва, че тау протеинът играе и положителна роля в глиалните клетки, като помага за секвестирането на токсични липиди, намалявайки оксидативното увреждане и по този начин защитавайки мозъка. Въпреки това, при липса на тау протеин или при наличие на дефектни тау протеини, този защитен ефект се губи, което води до развитие на заболявания.