Proteina Tau prezintă beneficii neașteptate în reducerea leziunilor cerebrale

Un studiu realizat de cercetătorii de la Baylor College of Medicine și de la Ian and Dan Duncan Neurological Research Institute din cadrul Spitalului de Copii din Texas a descoperit că proteina Tau, cunoscută ca fiind un factor cheie în dezvoltarea mai multor boli neurodegenerative, inclusiv Alzheimer, are și o funcție pozitivă în creier. Tau reduce leziunile neuronale cauzate de excesul de specii reactive de oxigen (ROS), sau radicali liberi, și promovează îmbătrânirea sănătoasă. Studiul a fost publicat în revista Nature Neuroscience.

„ROS sunt produse secundare naturale ale diferitelor funcții celulare din organism. În timp ce nivelurile scăzute de ROS sunt benefice, nivelurile excesive sunt dăunătoare celulelor, deoarece provoacă formarea de forme toxice ale altor molecule, ceea ce duce la stres oxidativ, inclusiv la lipide peroxidate”, a declarat autoarea principală, Dr. Lindsay Goodman, cercetător postdoctoral în laboratorul Dr. Hugo Bellen. „Neuronii sunt deosebit de susceptibili la stresul oxidativ și vor fi distruși dacă nivelurile lipidelor peroxidate nu sunt controlate corespunzător.”

Picăturile lipidice protejează creierul de daunele oxidative

Există tot mai multe dovezi că creierul nostru a dezvoltat mai multe strategii neuroprotectoare pentru a combate daunele induse de ROS.

O astfel de strategie, descoperită de echipa lui Bellen în 2015, este aceea că neuronii exportă aceste lipide peroxidate toxice către celulele gliale vecine, care apoi le sechestrează în picături lipidice pentru stocare și producere viitoare de energie. „Acest proces elimină și neutralizează eficient aceste lipide toxice”, a remarcat Goodman. „În studiul actual, am examinat rolul proteinei tau în formarea picăturilor lipidice în celulele gliale.”

Echipa a descoperit că proteina Tau endogenă normală la muște este necesară pentru formarea picăturilor lipidice în celulele gliale și pentru protecția împotriva ROS în neuroni. În mod similar, proteina Tau este necesară pentru formarea picăturilor lipidice în celulele gliale derivate de la șobolani și oameni.

Deși exprimarea proteinei Tau umane normale a fost suficientă pentru a restabili formarea și maturarea picăturilor lipidice în celulele gliale la muștele cărora le lipsește proteina Tau nativă, atunci când această proteină Tau umană a purtat mutații asociate cu un risc crescut de boală Alzheimer, glia nu a putut forma picături lipidice ca răspuns la ROS în neuroni.

Acest lucru sugerează că mutațiile din Tau pot reduce capacitatea normală a proteinei de a preveni stresul oxidativ, pe lângă faptul că provoacă acumularea de proteine tipică bolii, așa cum este descris în studiile anterioare. Per total, aceste date susțin un nou rol neuroprotector al Tau în combaterea toxicității legate de ROS.

Legături suplimentare între boli au fost descoperite folosind modele de afecțiuni induse de proteina Tau, produse de musculițe și șobolani, în care proteina Tau umană cu mutații a fost supraexprimată în celulele gliale. În aceste scenarii, cercetătorii au observat din nou defecte în picăturile lipidice ale celulelor gliale și moartea celulară ca răspuns la ROS în neuroni. Acest lucru a arătat că proteina Tau este un regulator sensibil la doză al picăturilor lipidice ale celulelor gliale și că prea multă sau prea puțină din aceasta poate fi dăunătoare.

„Prin dezvăluirea unui nou rol neuroprotector surprinzător pentru tau, studiul deschide calea către potențiale noi strategii de încetinire, inversare și tratare a bolilor neurodegenerative”, a declarat Bellen, autorul corespondent al lucrării. Este profesor de biologie moleculară și genetică la Baylor și deține catedra Duncan NRI în neurogenetică. Bellen este, de asemenea, profesor March of Dimes de biologie embrionară la Baylor.

Spre deosebire de rolul său „negativ” obișnuit în bolile neurodegenerative, acest studiu demonstrează că proteina Tau joacă și un rol pozitiv în celulele gliale, ajutând la sechestrarea lipidelor toxice, reducând daunele oxidative și protejând astfel creierul. Cu toate acestea, în absența proteinei Tau sau în prezența proteinelor Tau defecte, acest efect protector se pierde, ducând la dezvoltarea bolilor.