Alzheimer: Beyin hücresi hasarına ne yol açar?
Bilim adamları, Alzheimer hastalığının ayırt edici özelliği olan toksik bir beyin proteininin nöronlara veya beyin hücrelerine zarar verebileceği bir mekanizma ortaya çıkardılar.
Keşfi yapan Fransa'daki Grenoble Nörobilim Enstitüsü ekibi, hastalığın erken aşamalarında mekanizmayı etkisiz hale getirmenin potansiyel bir yolunu da öneriyor.
Çalışma, diğer beyin hücrelerinden sinyaller alan beyin hücrelerinin dallanan bölümlerindeki minik yapılar olan dendritik dikenlerin işleyişi ile ilgilidir.
Görünüşe göre Alzheimer hastalığı olan kişilerin beyinlerinde biriken toksik bir protein olan beta-amiloid, dendritik dikenlerin işleyişini bozan bir mekanizmayı tetikliyor.
Mekanizma, cofilin 1 adlı bir proteini devre dışı bırakır ve bu proteinin aktivitesi, dendritik dikenlerin sağlıklı çalışması için çok önemlidir.
The Sinirbilim Dergisi yakın zamanda araştırma üzerine bir çalışma makalesi yayınladı.
Ekibin bulgularına ulaşmak için fare modellerinden ve Alzheimer hastalığı olan kişilerden beyin dokusu örneklerini nasıl kullandığını anlatıyor.
Önemli bir bulgu, toksik proteinin yapı taşları olan beta-amiloid peptitlere maruz kalmanın, cofilin 1'in inaktif formunda bir artışa yol açmasıydı.
Şu anda İspanya'daki Bask Ülkesi Üniversitesi Biyokimya ve Moleküler Biyoloji Bölümünde çalışan ortak yazar José Martínez-Hernández, Ph.D. çalışmasının ortak yazarı José Martínez-Hernández, "daha ne var?" Diyor, "beta-amiloid peptidler uzun vadede daha az diken; işlevsel olmaktan çıktıklarında, zaman içinde yavaş yavaş kaybolurlar. "
Alzheimer hastalığı beyin bağlantılarını yok ediyor
Alzheimer hastalığı zamanla kötüleşen geri dönüşü olmayan bir beyin hastalığıdır. Demansın en yaygın nedenidir.
Hastalık, Alzheimer hastaları artık kendilerine bakamayana kadar, hatırlama, düşünme ve basit görevleri yerine getirme becerisini aşındırır. Çoğu birey, 60'lı yaşların ortalarında semptomlar yaşamaya başlar.
Ulusal Yaşlanma Enstitüsü'ne göre uzmanlar, Amerika Birleşik Devletleri'nde Alzheimer hastalığı ile yaşayan 5,5 milyondan fazla insanın olduğuna inanıyor.
Farklı demans formlarının farklı ayırt edici özellikleri vardır. Alzheimer hastalığında, ayırt edici özellikler arasında toksik bir beta-amiloid birikimi ve tau adı verilen başka bir protein ve nöronlar arasındaki bağlantıların kaybı yer alır.
Nöronlar beyindeki bilgileri iletir ve beyinden sinyalleri vücudun organlar ve kaslar gibi diğer bölgelerine taşır.
Beyindeki milyarlarca nöron, sinaps olarak bilinen "özel yapılar" üzerinden kimyasal mesajlar gönderip alarak birbirleriyle iletişim kurarlar. Bu yapılar deneyime bağlı olarak gelir ve gider ve güçlenir ve zayıflar.
Beyin, sinapsların kimyasını ve yapısını değiştirerek uzun vadeli bilgileri depolar. Bilim adamları, sinapsların dinamik, dalgalı doğasının hafızayı ve öğrenmeyi desteklediğine inanıyor.
Sinapslar, dendritik dikenler ve hücre iskeletleri
Kimyasal haberciler şeklindeki bilgi, bir beyin hücresinden diğerine bir sinaps boyunca seyahat ettiğinde, dendrit adı verilen dallanan yapılar, sinyalleri alıcı nörona getirir.
Dendritik dikenler, diğer beyin hücrelerinden aktif olarak sinyal alan dallanma yapıları üzerindeki küçük çıkıntılardır.
Son araştırma, Alzheimer hastalığından etkilenen beyin dokusunda toksik beta-amiloidin, dendritik dikenlerdeki kofilin 1 proteininin aktivitesini azaltarak sinapsları nasıl bozduğunu ortaya koymaktadır.
Beyin hücreleri, yalnızca üç boyutlu yapılarını korumakla kalmayan, aynı zamanda hücre içindeki maddelerin dinamik taşınmasından da sorumlu olan bir hücre iskeletine sahiptir.
Hücre iskeletleri bu kabiliyete sahipler çünkü Martinez'in açıkladığı gibi, "demirli ancak yürüyen merdivenmiş gibi sürekli hareket eden" oldukça aktif aktin filamentlerinden oluşuyorlar.
Cofilin 1, filamentleri ayrı aktin birimlerine böler, "dinamikleri aktif tutan bir görev" diye ekliyor.
Cofilin 1'in etkisiz hale getirilmesi dendritik dikenleri bozar
Bununla birlikte, kofilin 1'e fosforilasyon veya bir fosforil grubunun eklenmesi, proteini inaktif hale getirir.
Araştırmacılar, kültürlenmiş beyin hücrelerinde beta-amiloid peptitlere maruz kalmanın daha fazla fosforile kofilin 1'e yol açtığını gözlemlediler. Bu, aktin filamentlerinin dinamizmini azalttı ve dolayısıyla dendritik dikenlerin sinyal alma yeteneğini bozdu.
Daha fazla araştırma, Rho ile ilişkili protein kinaz (ROCK) adı verilen bir enzimin, kofilin 1 fosforilasyonunu azaltmak için bir hedef olabileceğini ortaya koydu. Enzim, fosforilasyon yoluyla diğer molekülleri aktive eder ve deaktive eder.
ROCK'u bloke eden Fasudil adlı bir ilaçla yapılan testler, ekibin aktin filamentlerinde gözlemlediği etkileri tersine çevirdiğini gösterdi.
Martínez, çalışma bulgularının, Alzheimer hastalığının erken aşamalarında ROCK ve cofilin 1'i hedeflemenin, beta-amiloidin dendritik dikenlere ve sinapslara verdiği zararı potansiyel olarak önleyebileceği fikrini desteklediğini söylüyor.
O, beyin hücrelerinde kofilin 1'in "özellikle bu fosforilasyonunu durduran" ilaçlarla ilgili daha fazla araştırmanın, yeni Alzheimer hastalığı tedavileri bulmak için umut verici bir yol olabileceğini öne sürüyor.
“Bir etki mekanizması bulamadık, ancak kofilin 1'in fosforilasyon yolağının inhibisyonunun, beta-amiloid peptitlere maruz kalmanın proteinin deaktivasyonuna ve bunun sonucunda dendritik dikenlerin hücre iskeleti üzerindeki etkisine neden olmasını engellediğini doğruladık. "
José Martínez-Hernández, Ph.D.
