Frontotemporalinė demencija (FTD) ir amiotrofinė šoninė sklerozė (ALS) yra dvi niokojančios neurodegeneracinės ligos. Mokslininkai jau seniai įtarė, kad baltymas, vadinamas FUS, gali atlikti tam tikrą vaidmenį, tačiau tikslus mechanizmas liko paslaptis.
Paskelbtas naujas profesorės Sandrine Da Cruz laboratorijos tyrimas Molekulinė neurodegeneracija atskleidžia, kaip FUS baltymas elgiasi sergant šiomis ligomis, o tai labai svarbu galimoms terapinėms intervencijoms.
Frontotemporalinė demencija (FTD) yra ankstyvos demencijos forma, kuri sudaro maždaug 10–20% demencijos atvejų. Skirtingai nuo Alzheimerio ligos, kuri pirmiausia paveikia atmintį, FTD būdingi asmenybės, elgesio ir kalbos pokyčiai dėl degeneracijos priekinėje ir laikinojoje smegenų skiltyje.
Amiotrofinė šoninė sklerozė (ALS), dažniausia suaugusiųjų degeneracinė motorinių neuronų liga, pasižymi selektyviu motorinių neuronų praradimu, dėl kurio progresuoja raumenų silpnumas ir paralyžius, taip pat rijimo ir kalbos sunkumai. Pacientai paprastai pasiduoda ligai per dvejus ar penkerius metus nuo diagnozės nustatymo. Kasmet nuo ALS miršta apie 100 000 žmonių.
Abiejose šiose ligose problemų sukelia baltymas, vadinamas „susiliejusiu sarkoma“ (FUS). Paprastai FUS daugiausia yra ląstelės branduolyje, tačiau kai kuriems pacientams jis susikaupia (agreguojasi) citoplazmoje.
Naujas tyrimas, kuriam vadovavo prof. Sandrine Da Cruz iš VIB-KU Leuveno smegenų ir ligų tyrimų centro, atskleidžia, kaip šie FUS agregatai plinta ir elgiasi, prisidedant prie neurodegeneracijos.
Ligos plitimas
Tyrėjai suleido su liga susijusius žmogaus FUS agregatus pelėms, sukurtoms žmogaus FUS baltymui išreikšti. Pažymėtina, kad agregatai veikė kaip sėklos, todėl endogeninis žmogaus FUS baltymas pelėse agregavosi ir išplito į kitus smegenų regionus.
„Šis atradimas rodo į prioną panašų mechanizmą, kuris yra procesas, kai baltymai netinkamai susilanksto ir panašiai sukelia kitus baltymus, o tai lemia ligų plitimą organizme“, – sako gydytoja Sonia Vazquez-Sanchez. tyrimo autorius. „Šiuo atveju netinkamai sulankstytas FUS agregatas „sugadina“ sveikus FUS baltymus, o tai sukelia žalingos FUS agregacijos visose smegenyse domino efektą.
FUS baltymų agregacija padidino nuo amžiaus priklausomą kognityvinį nuosmukį ir pelių elgesio sutrikimus. Šis procesas atspindi tai, kas stebima žmogaus FTD ir ALS, kur baltymų agregatai plinta ir prisideda prie neurodegeneracijos.
Kitas svarbus atradimas buvo rūšių kliūtis FUS agregacijai. Kai žmogaus FUS fibrilės buvo sušvirkštos pelėms, kurios išreiškia tik pelių FUS, agregacija neįvyko. Tai rodo, kad agregacijai ir plitimui gali prireikti specifinės sąveikos tarp žmogaus FUS baltymų.
Pasekmės ir ateities kryptys
Šis tyrimas patvirtina platesnę hipotezę, kad daugelis neurodegeneracinių ligų, įskaitant Alzheimerio ir Parkinsono ligas, gali apimti į prionus panašius mechanizmus, kai netinkamai susilankstę baltymai plinta, sukeldami panašų klaidingą normalių baltymų susilankstymą. Šių mechanizmų supratimas atveria naujas galimybes terapinėms strategijoms, kuriomis siekiama sustabdyti arba sulėtinti ligos progresavimą, nukreipiant baltymų agregatų plitimą.
Mokslininkų komanda šiuo metu tiria FUS agregatų sukeltos neurodegeneracijos specifiką. „Tikslių šių agregatų komponentų ir labiausiai jų plitimo paveiktų smegenų sričių nustatymas bus labai svarbus kuriant būsimas terapines intervencijas“, – daro išvadą prof. Sandrine Da Cruz.