Oamenii de ştiinţă au folosit un model matematic pentru a descoperi mecanismul care iniţiază acumularea proteinelor toxice în interiorul creierului, în stadiile incipiente ale bolii Alzheimer.
Un grup de cercetători, de la facultatea de fizică, inginerie şi tehnologie a universităţii York, din Marea Britanie, au descoperit modul în care proteinele toxice se grupează în interiorul creierului în stadiile incipiente ale bolii Alzheimer, cu ajutorul unui model matematic nou pe care l-au dezvoltat.
Cercetătorii spun că descoperirea ar putea avea implicaţii importante pentru tratamentele viitoare ale acestei boli.
Studiul a arătat că o clasă majoră de proteine implicate în boala Alzheimer - aşa-numitele proteine amilod - se condensează în structuri care seamănă cu picăturile lichide, înainte de a forma grupuri care influenţează activitatea normală a creierului.Boala Alzheimer este cea mai comună formă de demenţă.
Peste 50 de milioane de oameni din întreaga lume suferă de această boală, iar numărul este de aşteptat să se tripleze până în 2050.
La scară nanometrică, proteinele amiloide toxice din interiorul creierului se grupează împreună cu aproximativ 10-15 ani înainte de apariţia primelor simptome, dar modul precis prin care fac acest lucru nu a fost cunoscut până acum.
O mai bună înţelegere a felului cum se formează aceste grupuri de proteine, oferă perspective noi pentru dezvoltarea unor tratamente medicamentoase ţintite pentru a le bloca, spun autorii.
„Înţelegerea modalităţilor precise la nivel molecular prin care se formează clusterele de amiloid ne poate ajuta să proiectăm medicamente anti-cluster mai bune care să combată boala Alzheimer la stadiul cel mai timpuriu posibil”, a declarat dr. Steve Quinn, cercetător la Alzheimer’s Research UK şi lector în biofizică la universitatea din York.
„Ne-am dat seama că aceleaşi metodologii care au fost folosite anterior, pentru a înţelege cum produc păianjenii mătasea, ar putea fi, de asemenea, aplicate pentru a înţelege formarea grupărilor de amiloid. Cercetarea noastră oferă acum suport teoretic pentru aşa-numita ipoteză a amiloidului şi ajută la explicarea condiţiilor în care se formează clusterele (de proteine)”, a precizat dr. Quinn.
Pentru studiu, oamenii de ştiinţă au analizat două variante ale proteinei amiloid, ambele fiind găsite în mod extensiv în boala Alzheimer.
Cercetătorii au descoperit că proteinele pot forma iniţial picături - aşa-numitele condensate lichide - înainte de a forma grupuri îmbogăţite cu versiunea mai lungă şi mai toxică a proteinei.
Se crede că proteinele amiloide sunt o parte importantă a sistemului imunitar, dar atunci când îşi schimbă forma anormal, se pot grupa în structuri biologice puternice. Aceste structuri pot interfera cu activităţile normale ale creierului, de exemplu prin perforarea unor găuri în interiorul celulelor sau prin influenţarea comportamentului biomoleculelor de importanţă vitală.
„Proprietăţile clusterelor mari pre-formate au fost studiate în detaliu, dar până acum, detaliile la nivel molecular despre cum încep să se adune aceste proteine în stadiul foarte incipient a fost dificil de evaluat”, a declarat dr. Charley Schaefer, cercetător asociat la universitatea din York şi autorul principal al studiului.
Dr. Quinn şi dr. Schaefer din echipa Fizica Vieţii aplică instrumente experimentale şi teoretice pentru a încerca să afle mai multe despre interacţiunile importante implicate în viaţa şi bolile umane.
Cercetătorii speră că recentele abordări ar putea fi aplicate pentru a înţelege elementele de bază ale multor alte forme de demenţă, inclusiv Parkinson şi boala Huntington.
Ideea că proteinele formează picături asemănătoare lichidelor înainte de a se asambla în grupuri, poate să nu fie unică doar pentru boala Alzheimer, şi este posibil să fie mai comună decât s-a crezut până acum, spun cercetătorii.
Studiul este publicat în revista Frontiers in Molecular Neuroscience.
