Митохондријско побољшање обрће акумулацију протеина код старења и Алцхајмерове болести

Одавно је познато да је обележје Алцхајмерове болести и већине других неуродегенеративних болести формирање нерастворљивих протеинских агрегата у мозгу. Чак и током нормалног старења без болести, нерастворљиви протеини се акумулирају.

До данас, приступи лечењу Алцхајмерове болести нису се бавили доприносом нерастворљивости протеина као општег феномена, већ су се фокусирали на један или два нерастворљива протеина. Недавно су истраживачи са Института Бак завршили систематску студију на црвима која приказује сложену слику односа између нерастворљивих протеина код неуродегенеративних болести и старења. Поред тога, рад је показао интервенцију која може да преокрене токсичне ефекте агрегата побољшањем здравља митохондрија.

„Наши налази указују на то да циљање нерастворљивих протеина може пружити стратегију за превенцију и лечење разних болести повезаних са старењем“, рекао је Едвард Андертон, доктор наука, постдокторски сарадник у лабораторији Гордона Литгоуа и један од првих аутора студије објављене у часопису GeroScience.

„Наша студија показује како одржавање здравих митохондрија може да се бори против агрегације протеина повезане са старењем и Алцхајмеровом болешћу“, рекао је др Маниш Чамоли, постдокторски сарадник у лабораторији Гордона Литгоуа и Џули Андерсен, и један од првих аутора студије. „Побољшањем здравља митохондрија, потенцијално можемо успорити или преокренути ове штетне ефекте, нудећи нове начине за лечење и старења и болести повезаних са старењем.“

Резултати подржавају геронтолошку хипотезу

Јака веза између нерастворљивих протеина који доприносе нормалном старењу и болести такође подржава ширу слику о томе како се старење и повезане болести јављају.

„Тврдили бисмо да овај рад заиста подржава геронтолошку хипотезу да постоји заједнички пут и до Алцхајмерове болести и до самог старења. Старење узрокује болест, али фактори који доводе до болести јављају се веома рано“, рекао је др Гордон Литгоу, професор на Бак универзитету, потпредседник за академска питања и главни аутор студије.

Чињеница да је тим пронашао језгро нерастворљивог протеома обогаћеног бројним протеинима који раније нису били разматрани ствара нове циљеве за истраживање, рекао је Литгоу. „У извесном смислу, то поставља питање да ли би требало да посматрамо како Алцхајмерова болест изгледа код веома младих људи“, рекао је он.

Иза амилоида и тау

Већина истраживања Алцхајмерове болести до сада се фокусирала на акумулацију два протеина: амилоида бета и тау. Али ови нерастворљиви агрегати заправо садрже хиљаде других протеина, рекао је Андертон, а њихова улога у Алцхајмеровој болести није била позната. Поред тога, његова лабораторија и други су приметили да се нерастворљиви протеини такође акумулирају током нормалног процеса старења без болести. Ови нерастворљиви протеини старијих животиња, када се помешају са амилоидом бета у епрувети, убрзавају агрегацију амилоида.

Тим се запитао каква је веза између акумулације Алцхајмерових агрегата и старења без болести. Фокусирајући се на бета амилоид, користили су сој микроскопског црва Caenorhabditis elegans, који се дуго користи у истраживањима старења, а који је генетски модификован да производи људски амилоидни протеин.

Андертон је рекао да тим сумња да би амилоид бета могао да изазове одређени степен нерастворљивости у другим протеинима. „Открили смо да амилоид бета изазива масивну нерастворљивост, чак и код веома младих животиња“, рекао је Андертон. Открили су да постоји подскуп протеина који изгледају веома осетљиви на нерастворљивост, било због додавања амилоида бета или током нормалног процеса старења. Назвали су овај осетљиви подскуп „језгро нерастворљивог протеома“.

Тим је такође показао да је језгро нерастворљивог протеома испуњено протеинима који су већ повезани са разним неуродегенеративним болестима поред Алцхајмерове болести, укључујући Паркинсонову, Хантингтонову и прионске болести.

„Наша студија показује да амилоид може деловати као мотор ове нормалне агрегације повезане са старењем“, рекао је Андертон. „Сада имамо јасне доказе, мислим по први пут, да и амилоид и старење утичу на исте протеине на сличне начине. Сасвим је могуће да је то зачарани круг у коме старење узрокује нерастворљивост, а амилоид бета такође узрокује нерастворљивост, и они се само међусобно појачавају.“

Амилоидни протеин је веома токсичан за црве, а тим је желео да пронађе начин да преокрене ту токсичност. „Пошто стотине митохондријалних протеина постају нерастворљиве и током старења и након експресије амилоида бета, помислили смо да ако можемо побољшати квалитет митохондријалних протеина неким једињењем, онда бисмо можда могли да преокренемо неке од негативних ефеката амилоида бета“, рекао је Андертон. Управо то су открили користећи уролитин А, природни метаболит који се производи у цревима када једемо малине, орахе и нар, за који се зна да побољшава функцију митохондрија: значајно је одложио токсичне ефекте амилоида бета.

„Оно што је било јасно из наших података јесте важност митохондрија“, рекао је Андертон. Једна од ствари коју треба закључити, рекли су аутори, јесте да је здравље митохондрија кључно за опште здравље. „Митохондрије имају јаку везу са старењем. Имају јаку везу са бета амилоидом“, рекао је. „Мислим да је наша једна од ретких студија која показује да нерастворљивост и агрегација ових протеина могу бити веза између ова два процеса.“

„Пошто су митохондрије толико важне за све ово, један од начина да се прекине циклус пропадања јесте да се оштећене митохондрије замене новим митохондријама“, рекао је Литгоу. „А како то радите? Вежбајте и једите здраву исхрану.“