В новом исследовании исследователи описывают новую методику, которую они разработали, чтобы выяснить, как именно болезнь Альцгеймера (БА) влияет на нервные клетки с самого первого момента. В статье, опубликованной в журнале eNeuro, сообщается, что увеличение коротких цепей тау-белков, характерных для АД и других нейродегенеративных состояний, препятствует нормальной выработке и передаче нервных импульсов в сети нервных клеток. Это также мешает приему сигнала и мешает синапсам формировать новые модели действия. В конечном итоге это ограничивает их способность лучше координировать передачу нервов и облегчать физическую и умственную деятельность на более высоких уровнях.
Чем отличается белок тау при AD?
Белок тау, как белки, представляет собой небольшую молекулу. Однако он отделяется от микротрубочек, если он фосфорилирован неправильно. Затем он образует виноград, сначала соединяя две основные белковые единицы («димер»), а затем соединяя их через сами эти двухпозиционные переключатели, образуя небольшую цепочку тау-единиц или «олигомер». Они также образуют нейрофибриллярные клубки, но именно в олигомерной форме они вызывают повреждение нейронов. Но как это происходит, до сих пор остается загадкой.
Решение
Чтобы ответить на вопрос, что пагубно сказывается на тау-олигомерах, ученые Уорикского университета впервые обнаружили, как они могут искусственно включать очень низкие (при наноманерном уровне концентрации) тау-олигомеры, меченные молекулами флуоресцентной метки, в отдельные нейроны мозга. Точная структура каждой введенной молекулы была известна. Поскольку это исключает влияние тау-олигомеров вне клетки во внеклеточном пространстве, это позволило им отслеживать, как концентрация таких белков влияет на свойства здоровой клетки, а также движение тау через клетку, более 45-50 минут.
Одним из ключевых открытий является то, что тау-олигомеры особенно обогащены в синапсах. Клетки перед пораженными синапсами показали более слабое формирование импульса, но после синапса тау-олигомер уменьшил способность синапсов становиться сильнее, чем они лечили увеличивающийся объем активности. Это фундаментальная часть нейронного искусства, способность нейронов адаптироваться и изменять свои модели деятельности в ответ на многолетний опыт. Им было интересно увидеть это, потому что это могло бы помочь объяснить, почему накопление тау мешает процессам, связанным с памятью.
Ключевым моментом является то, что введение тау-олигомеров в отдельные здоровые нейроны оказывает заметное воздействие в течение короткого периода времени — около 30 минут. Регистрируя пары связанных ячеек, мы смогли охарактеризовать влияние тау на синаптическую передачу на уникальных уровнях детализации.
