Boala Alzheimer este caracterizată de acumularea anormală a unor proteine în creier, un proces care duce în timp la deteriorarea funcţiilor cognitive. Cercetătorii au identificat o etapă timpurie reversibilă a bolii Alzheimer, înainte de apariţia leziunilor în creier. Un studiu realizat de cercetători din Japonia arată că una dintre aceste proteine, cunoscută sub numele de proteina tau, trece printr-o etapă timpurie, instabilă, înainte de a forma structurile considerate toxice. Identificarea acestei faze deschide posibilitatea intervenţiei medicale înainte ca modificările să devină permanente.
Cercetătorii de la Universitatea Metropolitană din Tokyo au analizat modul în care se formează fibrilele de tau, una dintre trăsăturile definitorii ale bolii Alzheimer. Fibrilele sunt structuri alungite, insolubile, formate prin agregarea proteinelor tau şi asociate cu degenerarea neuronală.
Pentru a înţelege cum apar aceste structuri, echipa a folosit concepte din fizica polimerilor, un domeniu care analizează modul de organizare al moleculelor lungi, formate din secvenţe repetate.
În cazul multor polimeri, cristalizarea nu are loc direct, prin adăugarea treptată a moleculelor una câte una, ci presupune existenţa unor structuri intermediare, numite precursori. Aplicând această idee proteinelor tau aflate în soluţie, cercetătorii au observat că fibrilizarea nu începe direct. Înainte de apariţia fibrilelor, proteinele tau se adună în agregate largi, slab organizate, cu dimensiuni de ordinul zecilor de nanometri. Aceste structuri intermediare au fost identificate prin mai multe metode independente, inclusiv prin tehnici de analiză cu raze X la unghi mic şi tehnici bazate pe fluorescenţă.
Analiza a arătat că aceste agregate timpurii nu sunt structuri solide şi stabile, ci asocieri flexibile şi de scurtă durată. Cercetătorii au arătat că ele se pot desface atunci când sunt schimbate condiţiile mediului lichid în care se află.
Prin ajustarea concentraţiei de clorură de sodiu în prezenţa heparinei, o substanţă anticoagulantă care există în mod natural în organismul uman şi care este utilizată experimental pentru a induce agregarea tau, aceste clustere au devenit instabile şi s-au destrămat. Atunci când agregatele timpurii au fost eliminate sau împiedicate să se formeze, fibrilele de tau au fost aproape complet absente.
Autorii studiului explică acest efect prin slăbirea interacţiunilor dintre proteinele tau şi heparină la concentraţii mai mari de ioni încărcaţi electric. În aceste condiţii, sarcinile electrice ale moleculelor sunt parţial „ecranate”, ceea ce reduce capacitatea lor de a se atrage şi de a forma agregate stabile.
Rezultatele cercetării, publicate în revista Neroscience Research, sugerează o direcţie diferită pentru cercetarea viitoare în bolile neurodegenerative. În locul încercărilor de a desface fibrilele de tau deja formate, care sunt structuri stabile şi greu de eliminat, o strategie alternativă ar putea viza blocarea etapei timpurii, reversibile, în care acestea încep să se agregheze.
Deşi studiul nu propune un tratament şi nu are implicaţii clinice imediate, autorii subliniază că acest tip de abordare ar putea influenţa modul în care sunt gândite intervenţiile viitoare, nu doar pentru boala Alzheimer, ci şi pentru alte afecţiuni neurodegenerative caracterizate de agregarea proteinelor, inclusiv pentru Parkinson.
