Tau proteini beyin hasarını azaltmada beklenmedik faydalar gösteriyor

Texas Çocuk Hastanesi'ndeki Baylor Tıp Fakültesi ve Ian ve Dan Duncan Nörolojik Araştırma Enstitüsü'ndeki araştırmacılar tarafından yapılan bir çalışma, Alzheimer dahil olmak üzere çeşitli nörodejeneratif hastalıkların gelişiminde önemli bir faktör olduğu bilinen Tau proteininin beyinde de olumlu bir işlevi olduğunu buldu. Tau, aşırı reaktif oksijen türleri (ROS) veya serbest radikallerin neden olduğu nöronal hasarı azaltır ve sağlıklı yaşlanmayı destekler. Çalışma Nature Neuroscience dergisinde yayınlandı.

“ROS vücuttaki çeşitli hücresel işlevlerin doğal yan ürünleridir. Düşük ROS seviyeleri faydalı olsa da, aşırı seviyeleri hücreler için zararlıdır çünkü diğer moleküllerin toksik formlarının oluşumuna neden olarak peroksitlenmiş lipitler de dahil olmak üzere oksidatif strese yol açarlar,” diyor Dr. Hugo Bellen'in laboratuvarında doktora sonrası araştırmacı olan baş yazar Dr. Lindsay Goodman. “Nöronlar oksidatif strese karşı özellikle hassastır ve peroksitlenmiş lipit seviyeleri düzgün bir şekilde kontrol edilmezse yok olurlar.”

Lipid damlacıkları beyni oksidatif hasardan korur

Beynimizin ROS kaynaklı hasarla mücadele etmek için çeşitli nöroprotektif stratejiler geliştirdiğine dair giderek artan kanıtlar bulunmaktadır.

Bellen'in ekibi tarafından 2015'te keşfedilen bu tür bir strateji, nöronların bu toksik peroksitlenmiş lipitleri komşu glial hücrelere ihraç etmesi ve daha sonra bunların depolanması ve gelecekteki enerji üretimi için lipit damlacıklarında tutulmasıdır. Goodman, "Bu süreç bu toksik lipitleri etkili bir şekilde ortadan kaldırır ve nötralize eder," diye belirtti. "Mevcut çalışmada, tau'nun glial hücrelerde lipit damlacıklarının oluşumundaki rolünü inceledik."

Ekip, sineklerdeki normal endojen Tau'nun glial hücrelerde lipid damlacıklarının oluşumu ve nöronlarda ROS'a karşı koruma için gerekli olduğunu buldu. Benzer şekilde, Tau, sıçanlardan ve insanlardan elde edilen glial hücrelerde lipid damlacıklarının oluşumu için gereklidir.

Doğal Tau'dan yoksun sineklerin glial hücrelerinde normal insan Tau'sunun ekspresyonu lipid damlacıklarının oluşumunu ve olgunlaşmasını yeniden sağlamak için yeterli olsa da, bu insan Tau proteini Alzheimer hastalığı riskinin artmasıyla ilişkili mutasyonlar taşıdığında, glia nöronlardaki ROS'a yanıt olarak lipid damlacıkları oluşturamadı.

Bu, Tau'daki mutasyonların, önceki çalışmalarda açıklandığı gibi, hastalığın tipik protein birikimine neden olmasının yanı sıra, proteinin oksidatif stresi önlemedeki normal yeteneğini azaltabileceğini düşündürmektedir. Genel olarak, bu veriler, Tau'nun ROS ile ilişkili toksisiteyle mücadelede yeni bir nöroprotektif rolünü desteklemektedir.

Mutasyonlu insan Tau proteininin glial hücrelerde aşırı ifade edildiği Tau kaynaklı koşulların sinek ve sıçan modelleri kullanılarak ek hastalık bağlantıları bulundu. Bu senaryolarda, araştırmacılar nöronlarda ROS'a yanıt olarak glial hücre lipid damlacıklarında ve hücre ölümlerinde kusurlar gözlemlediler. Bu, Tau'nun glial hücre lipid damlacıklarının dozaja duyarlı bir düzenleyicisi olduğunu ve çok fazlasının veya çok azının zararlı olabileceğini gösterdi.

Makalenin ilgili yazarı Bellen, "Tau için şaşırtıcı yeni bir nöroprotektif rolü ortaya çıkararak, çalışma nörodejeneratif hastalıkları yavaşlatmak, tersine çevirmek ve tedavi etmek için potansiyel yeni stratejilerin kapısını açıyor" dedi. Baylor'da moleküler biyoloji ve genetik profesörüdür ve Nörogenetikte Duncan NRI Kürsüsü'nü elinde tutmaktadır. Bellen ayrıca Baylor'da Embriyonik Biyoloji March of Dimes Profesörüdür.

Nörodejeneratif hastalıklardaki olağan "olumsuz" rolünün aksine, bu çalışma Tau'nun glial hücrelerde de olumlu bir rol oynadığını, toksik lipitleri izole etmeye yardımcı olduğunu, oksidatif hasarı azalttığını ve böylece beyni koruduğunu göstermektedir. Ancak, Tau yokluğunda veya kusurlu Tau proteinlerinin varlığında, bu koruyucu etki kaybolur ve hastalıkların gelişmesine yol açar.