Spontan kimyası Alzheimer'ı yönlendirebilir

Onlarca yıl süren araştırmalara rağmen, Alzheimer hastalığı hala birçok gizemi barındırıyor. Son zamanlarda yapılan bir araştırma, proteinlerin kimyasındaki kendiliğinden değişikliklerin, Alzheimer'ın nörolojik özelliklerinin açıklanmasına yardımcı olup olmayacağını soruyor.

Spontan kimyası Alzheimer'ı yönlendirebilir
Spontan kimyası Alzheimer'ı yönlendirebilir

Alzheimer hastalığı en sık görülen bunama şeklidir; şu anda Türkiye'de tahmini 600 bin insanı etkilemektedir .

Olduğu gibi, bir tedavi yoktur ve araştırmacılar hala Alzheimer'ın kene ne yaptığını kavramaya çalışıyorlar.

Tıbbi araştırmanın ana odağı, Alzheimer beyninin protein bazlı belirleyicileri olan plaklar ve dolaşmalardır.

ACS Central Science'da yayınlanan yeni bir makale, bu özelliklerin "kendiliğinden kimya" olarak adlandırdıklarından dolayı ortaya çıkıp çıkmayacağını soruyor.

 

Plaklar ve Dolaştırmalar

Plaklar beta-amiloid denilen bir proteinden oluşur. Genellikle, bu protein hücreler tarafından temizlenir, ancak Alzheimer beyninde sinir hücreleri arasındaki kümeler halinde birleşir.

Tau adı verilen bir protein, beyin hücrelerinin içinde gelişen nörofibrilerde dolaşmayı oluşturur. Tau, hücreye destek sağlayan uzun, ince, boru şeklinde yapılar olan bir mikrotüplerin bir bileşenidir.

Alzheimer'da, tau mutasyona uğrar ve mikrotübüller doğru şekilde oluşamaz; bunun yerine bükülmüş filamentler oluştururlar.

Alzheimer'ın protein markörlerini göreceli olarak iyi anlamasına rağmen, neden geliştikleri henüz net değil.

Mevcut araştırmanın baş araştırmacısı Prof. Ryan R. Julian'ın açıkladığı gibi, “Beta-amiloid birikimine dayanan baskın teori onlarca yıldır var ve bu teoriye dayanan düzinelerce klinik çalışma denendi, ancak hepsi başarısız oldu. "

 

Lizozomal Depolanma

Plaklar ve dolaşıklıklar neredeyse ev isimleri olmasına rağmen, Alzheimer hastalığının başka bir yönü daha az bilinir: lizozomal depolanma.

Hücreler içinde bulunan lizozomlar, esasen, enzim torbalarıdır. Eski ya da kırılmış proteinleri keserek ve parça parçalarını geri dönüştürülmeleri için göndererek hücresel atık imha sistemi olarak işlev görürler.

Bazen lizozomlar başarısız olur - genetik mutasyonlar enzimlerinin herhangi birinin yapısına müdahale ederse, lizozomal depo hastalıkları oluşturur.

Bu nadir durumlarda, proteinler parçalanacak lizozomlara girerler, ancak ilgili enzim hatalı veya esnek olmadığından, proteinler basitçe lizozomun içine konur ve işlev görmesini önler. Hücre bu hatayı not eder ve yeni bir lizozom yaratır; Bu da başarısız olursa, işlem tekrarlanır.

Zamanla, hücre hatalı lizozomlarla doldurulur ve ölür. Bu nöronlarda meydana gelirse - ki bu bölünmez - öldüklerinde, bunlar değiştirilmez.

" Lizozomal depo bozukluğu olan insanların beyinleri [...] ve Alzheimer hastalığı olan kişilerin beyinleri, lizozomal depolanma açısından benzerdir." 

Çalışmanın yazarlarına göre, bu benzerlikler "başarısız lizozomal cisimlerin üretken depolanması, senil plakların birikmesi ve nörofibrilerde dolaşmaların oluşması" dır.

"Aslında, lizozomal depolamanın (nöronlarda) elektron mikroskopi görüntülerini taramak, iki hastalık arasında neredeyse ayırt edilemez." Diye devam ediyorlar.

 

İnce, Kendiliğinden Kimya

California Üniversitesi'nden Riverside Üniversitesi'nden araştırmacılar, beta-amiloid ve tau'nun lizozomların parçalanmasını önleyen kimyasal değişikliklere uğradığına inanıyor; özellikle, izomerizasyon veya epimerizasyona uğrarlar.

Kendiliğinden ortaya çıkabilecek bu kimyasal değişikliklerin her ikisinde de, proteinleri oluşturan amino asitler değişmiştir.

Değişiklikler incedir, ancak oldukça spesifik enzimlerin onları parçalamasını engellemek için yeterlidir. Prof. Julian, “sağ elinize sol eldiveni takmaya çalışmak gibi” olduğunu açıklıyor.

Spontan kimyasal değişimlerin, Alzheimer'de yer alanlar gibi uzun ömürlü proteinlerde ortaya çıkması daha olasıdır.

Bilim adamları beta-amiloid ve tau'nun bu değişiklikleri tecrübe ettiğini bilmelerine rağmen, Prof. Julian'a göre, "Hiç kimse, bu değişikliklerin lizozomların proteinleri parçalayabilmesini engelleyip engelleyemediğine bakmadı."

Önemli olarak, lizozomal depolanma, yazarların lizozom disfonksiyonunun nedensel bir rol oynayabileceğine dair ipuçları verdiğine inanan plak oluşumundan önce meydana gelir.

 

İzomerler ve Epimerler

Kütle spektrometresi ve sıvı kromatografi kullanılarak, bilim adamları, izomerize veya epimerleştirilmiş beta-amiloid ve tau sürümlerinin tahmin edildiği gibi lizozomal enzimler tarafından parçalanmadığını gösterdi.

Ayrıca, canlı fare hücrelerinin lizozomlarında testler yaptılar. Bir kez daha, kimyasal olarak değiştirilmiş proteinler lizozomların enzimatik güçlerine karşı geçirimsizdi.

“ Yaşlandıkça proteinler yaşlandıkça daha da sorunlu hale geliyor ve Alzheimer'da [...] görülen lizozomal depolamayı hesaba katabiliyorlar. Eğer doğru yaparsak, bu hastalığın tedavisi ve önlenmesi için yeni yollar açar.”

Yazarlar bu yeni yaklaşımın bir gün yeni bir Alzheimer ilacı dalgası oluşturabileceğini umuyorlar.

Prof. Julian, lizozomal depolamanın proteinleri geri dönüştürerek önlenebileceğine inanıyor, "bu kimyasal modifikasyonlardan geçecek kadar uzun oturmuyorlar. Şu anda bu geri dönüşümü teşvik edecek hiçbir ilaç yok."

Bu çalışma Alzheimer hastalığının nasıl ve neden başlayabileceği konusunda yeni bilgiler sunmaktadır. Ancak, bir çalışma ilk kez bir lizozomal depolamayı ve tau ve beta-amiloidde kendiliğinden kimyasal değişiklikleri araştırdığı için, etkili bir müdahaleye yol açmadan önce biraz zaman alacaktır.