Побољшање митохондрија преокреће акумулацију протеина током 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 са нормалним старењем без болести, нерастворљиви протеини се акумулирају.

До данас, приступи лечењу Алцхајмерове болести нису узимали у обзир допринос нерастворљивости протеина као општег феномена, већ су се фокусирали на један или два нерастворљива протеина. Недавно су истраживачи са Института Бак завршили систематску студију о црвима која осликава сложену слику односа између нерастворљивих протеина у неуродегенеративним болестима и старењу. Поред тога, рад је показао интервенцију која би могла да преокрене токсичне ефекте агрегата побољшањем здравља митохондрија.

„Наши налази сугеришу да циљање на нерастворљиве протеине може да пружи стратегију за превенцију и лечење различитих болести повезаних са старењем“, рекао је др Едвард Андертон, постдокторски сарадник у лабораторији Гордона Литхгова и један од првих аутора студије објављене у часопис ГероСциенце.

„Наша студија показује како одржавање здравих митохондрија може да се бори против агрегације протеина која је повезана и са старењем и са Алцхајмеровом болешћу“, рекао је др Маниш Чамоли, постдокторски сарадник у лабораторији Гордона Литхгоу и Џули Андерсен, и један од први аутори студије. „Побољшањем здравља митохондрија можемо потенцијално да успоримо или преокренемо ове штетне ефекте, нудећи нове третмане како за старење тако и за болести повезане са старењем.

Резултати потврђују геронтолошку хипотезу

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

"Ми бисмо тврдили да овај рад подржава геронтолошку хипотезу да постоји заједнички пут до Алцхајмерове болести и самог старења. Старење узрокује болест, али фактори који доводе до болести јављају се веома рано у животу", - рекао је Гордон Литхгов, Пх.Д., Баца Професор, потпредседник за академске послове и виши аутор студије.

Чињеница да је тим открио језгро нерастворног протеома обогаћеног бројним протеинима који раније нису разматрани ствара нове мете за истраживање, рекао је Литхгов. „На неки начин то поставља питање да ли треба да посматрамо како Алцхајмерова болест изгледа код веома младих људи“, рекао је он.

Изван амилоида и тау

Већина истраживања Алцхајмерове болести до сада се фокусирала на акумулацију два протеина: амилоид бета и тау. Међутим, заправо постоје хиљаде других протеина у овим нерастворљивим агрегатима, рекао је Андертон, а њихова улога у Алцхајмеровој болести је непозната. Поред тога, њихова лабораторија и други су приметили да током нормалног процеса старења без болести долази и до акумулације нерастворљивих протеина. Ови нерастворљиви протеини старих животиња, када се помешају са амилоидним бета ин витро, убрзавају агрегацију амилоида.

Тим се запитао каква је веза између акумулације Алцхајмерових агрегата и старења без болести. Фокусирајући се на амилоид бета, користили су сој микроскопског црва Цаенорхабдитис елеганс, дуго коришћеног у истраживањима старења, који је генетски модификован да би произвео хумани амилоидни протеин.

Андертон је рекао да тим сумња да амилоид бета може изазвати одређени степен нерастворљивости у другим протеинима. „Открили смо да амилоид бета изазива огромну нерастворљивост, чак и код веома младих животиња“, рекао је Андертон. Открили су да постоји подскуп протеина који изгледа веома осетљив на нерастворљивост, било због додавања бета амилоида или током нормалног процеса старења. Они су ову рањиву подскупину назвали „језгро нерастворљиви протеом.“

Тим је такође показао да је језгро нерастворљивог протеома испуњено протеинима који су већ повезани са различитим неуродегенеративним болестима осим Алцхајмерове, укључујући Паркинсонову, Хантингтонову и прионску болест.

„Наша студија сугерише да амилоид може деловати као покретач ове нормалне агрегације везане за узраст“, рекао је Андертон. "Сада имамо јасне доказе, мислим по први пут, да и амилоид и старење утичу на исте протеине на сличан начин. Сасвим је могуће да постоји зачарани круг у којем старење узрокује нерастворљивост, а амилоид бета такође узрокује нерастворљивост, и они само појачавају сваки друго."

Амилоидни протеин је веома токсичан за црве, а тим је желео да пронађе начин да преокрене ову токсичност. „Пошто стотине митохондријалних протеина постају нерастворљиве и током старења и након експресије бета амилоида, мислили смо да ако бисмо могли да побољшамо квалитет митохондријалних протеина помоћу једињења, онда бисмо можда могли да преокренемо неке од негативних ефеката амилоид бета“, рекао је Андертон.. То је управо оно што су открили користећи уролитин А, природни метаболит који се производи у цревима када једемо малине, орахе и шипак, за који се зна да побољшава функцију митохондрија: значајно је одложио токсичне ефекте бета амилоида.

„Оно што је било јасно из наших података је важност митохондрија“, рекао је Андертон. Један закључак, кажу аутори, је да је здравље митохондрија кључно за свеукупно здравље. "Митохондрије имају јаку везу са старењем. Имају јаку везу са амилоидним бета", рекао је он. „Мислим да је наша студија једна од ретких која показује да нерастворљивост и агрегација ових протеина може бити веза између ова два процеса.“

„Пошто су митохондрије толико важне за све ово, један од начина да се прекине циклус опадања је да се оштећене митохондрије замене новим митохондријама“, рекао је Литхгов. „Како то да урадите? Морате да вежбате и једете здраву исхрану.“