Исследователи обнаружили, что у новорожденных крайне высок уровень тау-белка. У взрослых этот же белок коррелирует с болезнью Альцгеймера. Разница в том, что для детей такие уровни тау-белка вполне нормальны. Это открытие проливает свет на разработку новых способов лечения и/или профилактики нейродегенеративного заболевания.
Болезнь Альцгеймера и тау-белки
При болезни Альцгеймера возникают условия, в которых тау белки легко слипаются воедино, создавая характерные токсичные клубки. Эти клубки разрушают нейроны и синапсы, разрушая тем самым мозга. Но очень опрометчиво винить в болезни именно Тау белки. Даже наоборот, их избыточное накопление – это не идеальный защитный механизм. И если начать удалять тау-белки, то болезнь будет прогрессировать еще быстрее. Поэтому тау-белки, а именно их накопление, чаще рассматриваются как маркер болезни, но не причина. Ближайшая аналогия: рост температуры при гриппе. Но работая с температурой, как и с тау-белками, можно замедлить развитие болезни Альцгеймера.
Маркер Альцгеймера и дети
Международное исследование, проведенное учеными из Гетеборгского университета в Швеции, сделало ошеломляющее открытие. Повышенные уровни тау, наблюдаемые у пациентов с болезнью Альцгеймера, наблюдаются также у новорожденных. Открытие задает фундамент для разработки новых методов лечения этого нейродегенеративного состояния.
Исследователи сосредоточили внимание на особой форме тау, известной как фосфорилированный тау в позиции 217 (p-tau217). Его уровень сравнивали в крови здоровых новорожденных, недоношенных детей, пациентов с болезнью Альцгеймера и здоровых людей разного возраста. И это первый случай, когда концентрации p-tau217 были измерены непосредственно у новорожденных.
Важный момент: фосфорилирование происходит, когда крошечная химическая группа, называемая фосфатом, добавляется к белку, такому как тау. Самая простая аналогия: это как переключатель для изменения поведения белка. Переключатель может включать или выключать белок, изменять его активность и базовые функции.
Младенцы и тау-белки
У младенцев уровень p-tau217 тесно коррелировал с тем, родились ли они вовремя или преждевременно. Чем раньше роды, тем выше уровень p-tau217, что позволяет предположить, что белок играет роль в раннем развитии мозга. Было обнаружено, что у здоровых новорожденных уровень p-tau217 в крови намного выше, чем у здоровых детей, взрослых или даже людей с болезнью Альцгеймера. Действительно, уровень p-tau217 у новорожденных был примерно в три раза выше, чем у пациентов с болезнью Альцгеймера. У недоношенных детей уровень p-tau217 постепенно снижался в течение первых нескольких месяцев жизни и приближался к уровню взрослого к трем-четырем месяцам.
Из результатов исследования следует, что высокие уровни p-tau217 – норма для новорожденных. Более того, они и способствуют развитию мозга, не вызывая вредной агрегации тау. Это контрастирует с людьми с болезнью Альцгеймера. В этом случае повышенный уровень p-tau217 способствует патологии мозга. Однако, если попробовать снизить уровень тау-белков в мозге пожилых пациентов, косвенно манипулируя уровнем железа, то это толкьо ускорит развитие болезни.
Поскольку p-tau217 уже используется в качестве биомаркера для выявления болезни Альцгеймера, это исследование подтверждает его пользу. Более того, высокий уровень p-tau217 не всегда свидетельствует о патологиях, все же контекст очень важен. Понимание первопричин, почему новорожденные могут переносить высокое фосфорилирование тау без повреждения клеток мозг, поможет исследователям разработать методы лечения, которые имитируют это защитное состояние у пожилых людей с болезнью Альцгеймера. Исследование также открывает дверь к использованию маркеров тау на основе крови для ранней оценки здоровья мозга у младенцев, особенно у тех, кто родился преждевременно или подвержен риску проблем с неврологическим развитием.
Естественная защита от Альцгеймера и её утрата
Мы считаем, что понимание того, как работает эта естественная защита — и почему мы теряем ее с возрастом — может стать основополагающим вектором для новых методов лечения. Если мы сможем узнать, как мозг новорожденного контролирует тау-белки, мы сможем однажды имитировать эти процессы, чтобы замедлить или остановить болезнь Альцгеймера.
Ведущий автор исследования, Фернандо Гонсалес-Ортис, докторант кафедры психиатрии и нейрохимии Гетеборгского университета.
Исследование не идеально. Только группа недоношенных детей отслеживалась на протяжении долгого времени. Долгосрочных данных по наблюдению за другими возрастными группами не было. Не все выборки исследования были протестированы на другие биомаркеры, связанные с заболеваниями, такие как бета-амилоид 42 (Aβ42) или легкая цепь нейрофиламентов (NfL). Поэтому ученые были ограничены в перекрестном анализе биомаркеров. Образцы крови были протестированы с использованием единой платформы тестирования. Но результаты необходимо проверить с использованием различных технологий анализа. Исследование не смогло различить, был ли тау, измеренный у новорожденных, получен из эмбриональных или взрослых версий белка, которые могут вести себя по-разному.
Тем не менее, результаты исследования показывают, что фосфорилирование тау по своей сути не является вредным. Более того, во время развития мозга это едва ли не жизненно важный показатель. Ключевое различие заключается в том, как мозг обрабатывает тау с течением времени. Изучая естественную регуляцию тау, наблюдаемую у новорожденных, исследователи могут открыть новые способы профилактики или лечения болезни Альцгеймера, избегая патологического накопления тау, наблюдаемого в стареющем мозге.
Как всегда, больше материалов про мозг и особенности его работы – читайте в сообществе Neural Hack. От разборов научных статей, до переводов материалов антропологов, гипотез о природе сознания и системах мозг-на-чипе. Подписывайтесь, чтобы приблизиться к грани, где биология и технология сливаются воедино и ведут к сингулярности.
