W wielu chorobach neurodegeneracyjnych jest tak, iż „nieprawidłowe” białka stopniowo agregują i rozprzestrzeniają się w mózgu. Ale co jest pierwsze: agregacja czy propagacja? Zbadali to naukowcy z Japonii i podzielili nowymi spostrzeżeniami na temat mechanizmu związanego z chorobą Parkinsona.
Badacze z Tokyo Medical and Dental University (Japonia) odkryli, iż białko odpowiedzialne za chorobę Parkinsona – α-synukleina – może rozprzestrzeniać się w układzie limfatycznym mózgu, jeszcze zanim ulegnie agregacji. Wyniki badania ukazały się w czasopiśmie „Cell Reports”.
Chociaż funkcja α-synukleiny nie jest w pełni poznana, wiadomo, iż uczestniczy ona w neurotransmisji. Jednakże w niektórych chorobach neurodegeneracyjnych, w tym w chorobie Parkinsona, α-synukleina zmienia swój kształt i tworzy patologiczne zlepki.
– Większość przeprowadzonych dotychczas eksperymentów wykorzystywała jedynie fibryle, czyli grudki powstałe w wyniku agregacji monomerycznej α-synukleiny. Włókienka te są przenoszone z neuronów na neurony, ale nie jest jasne, czy również monomery działają w taki sam sposób – wyjaśnia dr Kyota Fujita, autorka badania.
Aby dokładniej zbadać, w jaki sposób monomery i włókienka α-synukleiny poruszają się w mózgu, naukowcy wstrzyknęli do kory oczodołowej myszy niewielkie ilości cząstek, dzięki którym wytworzyła się fluorescencyjna monomeryczna zmutowana α-synukleina. Dwanaście miesięcy później wykryto sygnały w innych obszarach mózgu niż obszar wstrzyknięcia, mimo iż sygnał fluorescencyjny był w nim wówczas niższy. Co ciekawe, fluorescencyjną α-synukleinę wykryto w odległych regionach dwa tygodnie po wstrzyknięciu, co sugeruje wczesne rozprzestrzenianie się zmutowanej α-synukleiny w mózgu. Ale w jaki sposób α-synukleina się rozprzestrzeniała? Zespół śledził fluorescencyjną α-synukleinę i odkrył ją w układzie glimfatycznym, czyli układzie limfatycznym mózgu.
Przypomnijmy – układ glimfatyczny bierze udział w odprowadzaniu i odnawianiu płynu z mózgu oraz eliminowaniu toksyn, ale może również rozprowadzać substancje toksyczne w mózgu. Zespół zaobserwował obecność fluorescencyjnej α-synukleiny także w macierzy otaczającej neurony i w cytozolu neuronów. Odkrycie to może sugerować, iż fluorescencyjna α-synukleina była wychwytywana przez macierz pozakomórkową, a następnie przez neurony.
Naukowcy zbadali także stan agregacji α-synukleiny w odległych obszarach mózgu. – Włókna α-synukleiny powstały po namnożeniu monomerów – wyjaśnia prof. Hitoshi Okazawa, kierownik grupy badawczej. – W szczególności zaobserwowaliśmy monomer α-synukleiny w układzie glimfatycznym i odległych obszarach już po dwóch tygodniach od wstrzyknięcia, podczas gdy włókienka α-synukleiny znaleźliśmy 12 miesięcy po wstrzyknięciu – zauważa.
Badanie to pokazuje, iż monomeryczna α-synukleina rozprzestrzenia się w układzie glimfatycznym w inny sposób niż przez włókienka. Być może skupienie się na monomerze α-synukleiny i układzie limfatycznym w przyszłości ograniczy postęp choroby Parkinsona.
Artykuł „Mutant α-synuclein propagates via the lymphatic system of the brain in the monomeric state” można znaleźć tutaj: „Cell Reports”.
Źródło: eurekalert.org
Foto: Department of Neuropathology, TMDU
