Net als een bevoorradingsvrachtwagen die het platteland doorkruist, reizen de verkeerd gevouwen eiwitten die neuronen bij de ziekte van Alzheimer beschadigen over de “wegen” van de hersenen, soms stoppend en soms een andere route om wegversperringen te vermijden, meldt een studie gepubliceerd in Science Advances door onderzoekers van het Van Andel Institute en de University of Pennsylvania.
De bevindingen werpen licht op hoe tau-eiwitten, die verwarde klonten vormen die hersencellen bij de ziekte van Alzheimer beschadigen, door de hersenen bewegen. De studie geeft ook nieuwe inzichten in waarom sommige delen van de hersenen kwetsbaarder zijn voor schade dan andere.
“Hoewel de onderling verbonden structuur van de hersenen essentieel is voor zijn functie, eisen deze verkeerd gevouwen eiwitten die structuur op om door de hersenen te reizen en progressieve degeneratie te veroorzaken”, zei Michael X. Henderson, Ph.D., een assistent-professor aan het Van Andel Instituut en corresponderende auteur van de studie.
“Door te begrijpen hoe deze eiwitten door de hersenen reizen en waardoor bepaalde neuronen risico lopen op schade, kunnen we nieuwe therapieën ontwikkelen die op het juiste moment op de juiste plaats kunnen worden gericht om een maximale impact op de ziekteprogressie te hebben.”
Met behulp van modellen van de ziekte van Alzheimer bracht het team verkeerd gevouwen tau-eiwitten in kaart terwijl ze door de hersenen rondgingen. Ze ontdekten dat tau-pathologie zich van regio naar regio bewoog langs de neurale netwerken van de hersenen, die vergelijkbaar zijn met biologische snelwegen, maar dat het niet naar elke verbonden regio reisde.
Om erachter te komen waarom sommige delen van de hersenen weerstand leken te bieden aan de eiwitten’ verspreid, wendde het team zich tot genexpressiepatronen. Ze identificeerden enkele genen die meer tot expressie werden gebracht in regio’s met meer tau-pathologie dan verwacht op basis van eiwitverspreiding alleen.
Door inzicht te krijgen in de genetische factoren die de eiwitaccumulatie in de hersenen beheersen, hoopt het team manieren te vinden om verkeerd gevouwen eiwitbewegingen te verstoren en de progressie van de ziekte van Alzheimer en soortgelijke neurodegeneratieve ziekten te vertragen of te stoppen.
We hebben deze netwerkmodellen gebruikt om onze hypothese te testen dat tau zich zowel naar voren als naar achteren verspreidt langs verbindingen tussen hersengebieden”, zegt Eli Cornblath, Ph.D., een M.D./Ph.D. student aan de Universiteit van Pennsylvania en de eerste auteur van de studie. “Na het gebruik van onze modellen om rekening te houden met dit tweerichtingsverspreidingsproces, hebben we verschillende genen gevonden die kunnen helpen bij het informeren van nieuwe moleculaire doelen om deze eiwitaggregaten te verwijderen of te voorkomen.”
vertaling Pieter Tau