Tau baltymas rodo netikėtą naudą mažinant smegenų pažeidimus

Baylor medicinos koledžo ir Teksaso vaikų ligoninės Iano ir Dano Duncanų neurologijos tyrimų instituto tyrėjų atliktas tyrimas parodė, kad baltymas Tau, žinomas kaip pagrindinis veiksnys, lemiantis kelių neurodegeneracinių ligų, įskaitant Alzheimerio ligą, vystymąsi, taip pat atlieka teigiamą funkciją smegenyse. Tau sumažina neuronų pažeidimus, kuriuos sukelia reaktyviųjų deguonies rūšių (RD) arba laisvųjų radikalų perteklius, ir skatina sveiką senėjimą. Tyrimas buvo paskelbtas žurnale „ Nature Neuroscience“.

„ROS yra natūralūs įvairių organizmo ląstelių funkcijų šalutiniai produktai. Nors mažas ROS kiekis yra naudingas, per didelis jų kiekis yra žalingas ląstelėms, nes sukelia toksiškų kitų molekulių formų susidarymą, dėl kurio atsiranda oksidacinis stresas, įskaitant peroksiduotus lipidus“, – teigė pagrindinė autorė dr. Lindsay Goodman, podoktorantūros stažuotoja dr. Hugo Belleno laboratorijoje. „Neuronai yra ypač jautrūs oksidaciniam stresui ir bus sunaikinti, jei peroksiduotų lipidų kiekis nebus tinkamai kontroliuojamas.“

Lipidų lašeliai apsaugo smegenis nuo oksidacinės pažaidos

Vis daugiau įrodymų rodo, kad mūsų smegenys sukūrė keletą neuroprotekcinių strategijų kovai su ROS sukelta žala.

Viena iš tokių strategijų, kurią 2015 m. atrado Belleno komanda, yra ta, kad neuronai eksportuoja šiuos toksiškus peroksiduotus lipidus į kaimynines glijos ląsteles, kurios juos izoliuoja lipidų lašeliuose, kad juos būtų galima saugoti ir gaminti ateityje. „Šis procesas efektyviai pašalina ir neutralizuoja šiuos toksiškus lipidus“, – pažymėjo Goodmanas. „Dabartiniame tyrime nagrinėjome tau vaidmenį lipidų lašelių formavime glijos ląstelėse.“

Komanda nustatė, kad normalus endogeninis Tau baltymas musių organizme yra būtinas lipidų lašelių susidarymui glijos ląstelėse ir apsaugai nuo ROS neuronuose. Panašiai Tau baltymas yra būtinas lipidų lašelių susidarymui glijos ląstelėse, gautose iš žiurkių ir žmonių.

Nors normalios žmogaus Tau ekspresijos pakako, kad būtų atkurtas lipidų lašelių susidarymas ir brendimas glijos ląstelėse musėse, neturinčiose natūralaus Tau, kai šis žmogaus Tau baltymas turėjo mutacijas, susijusias su padidėjusia Alzheimerio ligos rizika, glia negalėjo sudaryti lipidų lašelių reaguodama į ROS neuronuose.

Tai rodo, kad Tau mutacijos gali sumažinti normalų baltymo gebėjimą užkirsti kelią oksidaciniam stresui ir sukelti ligai būdingą baltymų kaupimąsi, kaip aprašyta ankstesniuose tyrimuose. Apskritai šie duomenys patvirtina naują Tau neuroprotekcinį vaidmenį kovojant su su ROS susijusiu toksiškumu.

Papildomi ligų ryšiai buvo aptikti naudojant musių ir žiurkių Tau sukeltų būklių modelius, kai žmogaus Tau baltymas su mutacijomis buvo pernelyg ekspresuojamas glijos ląstelėse. Šiais atvejais tyrėjai vėl pastebėjo glijos ląstelių lipidų lašelių defektus ir ląstelių mirtį reaguojant į ROS neuronuose. Tai parodė, kad Tau yra dozės jautrus glijos ląstelių lipidų lašelių reguliatorius ir kad per didelis arba per mažas jo kiekis gali būti žalingas.

„Atskleisdamas stebinantį naują tau neuroprotekcinį vaidmenį, tyrimas atveria duris potencialioms naujoms strategijoms, kaip sulėtinti, panaikinti ir gydyti neurodegeneracines ligas“, – teigė Bellenas, straipsnio autorius. Jis yra molekulinės biologijos ir genetikos profesorius Baylor universitete ir eina Duncan NRI neurogenetikos katedros vedėjo pareigas. Bellenas taip pat yra Baylor universiteto embrioninės biologijos „March of Dimes“ profesorius.

Priešingai nei įprastas „neigiamas“ Tau vaidmuo neurodegeneracinių ligų atveju, šis tyrimas rodo, kad jis taip pat atlieka teigiamą vaidmenį glijos ląstelėse, padėdamas sekvestruoti toksiškus lipidus, mažindamas oksidacinę žalą ir taip apsaugodamas smegenis. Tačiau nesant Tau arba esant defektiniams Tau baltymams, šis apsauginis poveikis prarandamas, todėl vystosi ligos.