Alzheimer hastalığı ve bazı diğer demans türleriyle mücadele eden beyinlerde, amiloid-beta ve tau adında iki proteinin işleyişinde anormal durumlar gözlemleniyor. Bu proteinlerdeki bozuklukların hastalığın nedeni mi yoksa sonucu mu olduğu ise henüz tam olarak aydınlatılamamış bir soru işareti.
Tau proteini, yanlış şekle bürünerek beyin hücrelerinin içinde lifler (fibriller) halinde birikiyor ve zamanla bu hücrelerin ölümüne yol açıyor. Bilim insanları uzun süredir bu hatalı katlanmanın beyinde nasıl yayıldığını anlamaya çalışıyordu.
Northwestern Üniversitesi ve Kaliforniya Üniversitesi, Santa Barbara'dan araştırmacıların yaptığı yeni bir çalışma, bu gizemi çözmek için önemli bir adım olabilir.
Araştırma ekibi, belirli mutasyonlara sahip tau proteinlerinin yanlış katlanmaya daha yatkın olduğunu ve bu proteinleri birbirine bağlayabilen özel bir 'sıcak nokta' bulunduğunu belirledi. Bu sıcak nokta, su itici özelliğe sahip ancak yine de su ile çevrili. Suyun bu noktadan salındığı anda, proteinler birbirine kenetlenerek sert fibril şeklini alıyor.
Northwestern Üniversitesi'nden fizikokimyacı Songi Han, konuya ilişkin yaptığı açıklamada, "Belirli bir bölge var ve su, orayı tam olarak kaplayamıyor çünkü suyu sevmiyor. Ancak bu bölgenin korunması gerekiyor, aksi takdirde protein çöküyor ve kullanılamaz hale geliyor. Suyun yaptığı şey ise buranın etrafında dengeleyici bir şapka oluşturmak ve bu su şapkaları birbirini çekiyor." dedi.
Araştırmacılar, mutasyona uğramış tau proteininin 19 amino asitten oluşan bir fragmanını inceleyerek, laboratuvar testleri ve bilgisayar modellemesiyle proteinlerin başlangıçtaki yumuşak ve şekilsiz halinden, sert ve dizilmiş fibril haline nasıl geldiğini anlamaya çalıştılar.
Aşamalı bir kenetlenme yöntemiyle, ilk aşamada suyla kaplı sıcak noktada bir enerji salınımı gerçekleşiyor. Bu enerji, yeni bir tau proteinini çekerek hatalı katlanma sürecini başlatıyor.
Han, "Proteinlerin, aynı hatalı şekli yayarak uzamaları için yanlış katlanması ve düzgün bir şekilde dizilmesi gerekiyor. Bu sürecin kalıcı olmasının tek yolu, proteinin aynı bölgesinin fibril ucuna aynı şekilde dizilmesidir. Tau şekillerinin hizalanmasında küçük bir uyumsuzluk olursa, yapı zamanla büyümeyi durduracaktır." diye ekledi.
Yapılan ek testler, sıcak nokta kimyasal bir etiketle kaplandığında fibrillerin büyümesinin durduğunu gösterdi. Araştırmalar henüz erken aşamada olsa da, bu bulgu, bağlantıları durdurabilecek, bu kenetlenme noktalarını hedef alan ilaçların geliştirilmesi için umut vadediyor.
Kontrol altına alınmadığında, tau fibrilleri içeren hücreler öldüğünde, bu fibriller serbest kalarak diğer nöronlarda süreci başlatıyor ve sorun beyne yayılıyor.
Han, "Agregasyona eğilimli tau proteinlerinin her zaman fibrillere dizilmiş aynı bölgeye ilk çekilen bir sıcak noktaya sahip olduğunu bildiğinizde, nötralize edebileceğiniz proteinin her zaman bir kısmının olduğunu bilirsiniz. Yanlış katlanma etkisini nerede engelleyeceğinizi bilirseniz, yayılmasını önlemek için onu bloke edebilirsiniz." dedi.
Araştırmacıların önerdiği fikirlerden biri, Alzheimer ve genel olarak demansın ilerlemesini incelemek için kullanılabilecek sentetik tau fibrilleri oluşturmak. Fibrillerin nasıl oluştuğuna dair daha iyi bir anlayış, yapay versiyonlarını yapmak için kritik öneme sahip olacak.
Şu anda anormal tau ve amiloid-beta proteinlerini incelemek araştırmacılar için büyük bir zorluk. Canlı bir hastanın beynine erişmek inanılmaz derecede zor ve bilime bağışlanan otopsi sonrası beyinlerde tüm demans süreçleri durmuş oluyor.
Han, "Bir hastalığı iyileştirmek için onu yeniden yaratabilmek gerekir. Hastalığı taklit eden tau fibrillerinin sentetik olarak kolayca üretilememesi büyük bir sorun. İnsan hasta dokusuyla herhangi bir geliştirme yapmaya çalışmak gerçekten zor." ifadelerini kullandı.
Araştırmacılar, "Nasıl çalıştığı prensibini vererek başkalarının daha iyi, daha hızlı veya daha mantıklı çözümler bulmasını sağlamaya çalışıyoruz." diyerek sözlerini tamamladı.
