Białko tau – i dobre i złe

Jednym z kluczowych elementów związanych z chorobą Alzheimera jest ufosforylowana forma białka tau. Powstaje wówczas, gdy na skutek przyłączania nadmiaru grup fosforanowych tau zaczyna się zlepiać i tworzyć splątki wewnątrz neuronów. Badania opublikowane w „Nature Neuroscience” pokazują, że zmiany te pierwotnie pomagały neuronom bronić się przed infekcjami wirusowymi.

– Jako genetyk od dawna zastanawiałem się, dlaczego w toku ewolucji utrwaliły się mutacje genów zwiększające ryzyko choroby Alzheimera. Nasze najnowsze ustalenia wskazują, że wiele cech uznawanych dziś za czysto patologiczne mogło w przeszłości mieć znaczenie ochronne – wyjaśnił współautor badania prof. Rudolph Tanzi.

Jego zdaniem w dawnych czasach, gdy średnia długość życia człowieka nie przekraczała 30 lat, predyspozycje do odkładania amyloidu, powstawania splątków tau i reakcji zapalnych mogły zwiększać szanse przeżycia w środowisku pełnym patogenów i ryzyka infekcji. Wraz z wydłużeniem życia te same mechanizmy zaczęły jednak sprzyjać rozwojowi choroby neurodegeneracyjnej.

– W połączeniu z naszymi wcześniejszymi wynikami, które pokazały, że beta-amyloid działa jak białko przeciwdrobnoustrojowe, coraz wyraźniej widać, że patologia alzheimera mogła ewoluować jako złożony system obronny mózgu – powiedział.

Do badania naukowcy wykorzystali hodowle ludzkich neuronów, które zakażono wirusem opryszczki typu 1 (HSV-1), aby sprawdzić, jak infekcja wpływa na ich funkcjonowanie oraz na białko tau. Okazało się, że obecność wirusa prowadzi do nadmiernej fosforylacji tau i powstawania agregatów przypominających zmiany obserwowane w mózgach osób z chorobą Alzheimera.

Dalsze testy potwierdziły, że tau potrafi wiązać się z kapsydem wirusa, czyli jego osłonką, neutralizując zdolność HSV-1 do zakażania kolejnych komórek. W ten sposób białko działało ochronnie, zatrzymując wirusa i ograniczając jego rozprzestrzenianie się w tkance nerwowej.

Co ciekawe, badacze zauważyli, że proces ten może sam się wzmacniać. Neurony zakażone HSV-1 uwalniały ufosforylowane tau w trakcie tworzenia splątków, a uwolnione białko wiązało kolejne cząstki wirusa, blokując ich działanie.

Jak podsumowali autorzy publikacji, udało im się pokazać nową, nieznaną wcześniej rolę tau jako białka przeciwwirusowego, działającego prawdopodobnie przeciwko różnym wirusom. – Splątki mogły pierwotnie powstawać w odpowiedzi na amyloid i infekcję wirusową, aby zapobiec przenoszeniu się patogenów z neuronu na neuron – powiedzieli.

Jak podkreślili, odkrycie to nie zmienia faktu, iż nagromadzenie tau i amyloidu jest szkodliwe dla mózgu. Sugeruje jednak, że procesy leżące u podstaw choroby Alzheimera mogą mieć swoje źródło w mechanizmach obronnych, które w innych warunkach ewolucyjnych sprzyjały przeżyciu.

Przeczytaj także: „Wpływ lipidów na rozwój choroby Alzheimera” i „Lawinowo rośnie liczba chorych na alzheimera”.