Подобно грузовику с припасами, пересекающему сельскую местность, неправильно свернутые белки, повреждающие нейроны при болезни Альцгеймера, путешествуют по миру "дороги" мозга, иногда останавливаясь, а иногда перенаправляя, чтобы избежать препятствий, сообщает исследование, опубликованное в Science Advances исследователями из Института Ван Андела и Университета Пенсильвании.
Полученные данные проливают свет на то, как тау-белки, которые образуют спутанные сгустки, которые повреждают клетки мозга при болезни Альцгеймера, проходят через мозг. Исследование также дает новое понимание того, почему одни области мозга более уязвимы для повреждений, чем другие.
"В то время как взаимосвязанная структура мозга важна для его функции, эти неправильно свернутые белки управляют этой структурой, чтобы путешествовать через мозг и вызывать прогрессирующую дегенерацию," сказал Майкл Икс. Хендерсон, доктор философии.D., доцент Института Ван Андела и автор-корреспондент исследования. "Понимая, как эти белки проходят через мозг и что вызывает риск повреждения определенных нейронов, мы можем разработать новые методы лечения, которые можно направить в нужное место в нужное время, чтобы оказать максимальное влияние на прогрессирование заболевания."
Используя модели болезни Альцгеймера, команда картировала неправильно свернутые тау-белки по мере их прохождения через мозг. Они обнаружили, что тау-патология перемещается из области в область по нейронным сетям мозга, которые похожи на биологические магистрали, но не распространяются во все связанные области.
Чтобы выяснить, почему некоторые области мозга, казалось, сопротивлялись распространению белков, команда обратилась к паттернам экспрессии генов.
Они определили некоторые гены, которые были больше экспрессированы в регионах с большей патологией тау-белка, чем ожидалось, исходя только из распространения белка. Понимая генетические факторы, которые контролируют накопление белка в головном мозге, команда надеется определить способы препятствовать перемещению неправильно свернутого белка и замедлить или остановить прогрессирование болезни Альцгеймера и подобных нейродегенеративных заболеваний.
"Мы использовали эти сетевые модели, чтобы проверить нашу гипотезу о том, что тау распространяется как вперед, так и назад по связям между областями мозга," сказал Эли Корнблат, доктор философии.D., М.D./ Ph.D. студент Пенсильванского университета и первый автор исследования. "После использования наших моделей для учета этого двустороннего процесса распространения мы обнаружили несколько генов, которые могут помочь информировать новые молекулярные мишени, чтобы очистить или предотвратить образование этих белковых агрегатов."