Болезни головного мозга, связанные с неверно сформированным белком тау, включая болезнь Альцгеймера и лобно-височно-лобовую дегенерацию с тау-патологией, характеризуются нейрофибриллярными путаницами (NFT), состоящими из патологических тау-филаментов. Тау-клубочки также обнаруживаются в прогрессирующем супрануклеарном параличе, корковой базальной дегенерации и других связанных с ней тауопатиях, включая хроническую травматическую энцефалопатию из-за повторяющихся травматических повреждений головного мозга, полученных в спорте или на поле битвы.
Используя синтетические фибриллы, изготовленные из чистого рекомбинантного белка, исследователи Пенна представляют собой первое прямое и убедительное доказательство того, что только фибриллы тау вполне достаточны для того, чтобы набирать и преобразовывать растворимые тау в клетки в патологические глыбы в нейронах с последующей передачей тау-патологии другим интер- связанных областей мозга из одного места инъекции в животной модели болезни тау-мозга.
Лаборатория старшего автора Вирджиния М.-Й. Ли, доктор философии, MBA, директор Центра исследований нейродегенеративных заболеваний и профессор патологии и лабораторной медицины в Медицинской школе Перельмана, Университет Пенсильвании, опубликовал свои результаты в журнале Neuroscience на этой неделе.
«Наша новая модель распространения тау-патологии дает объяснение для стереотипного прогрессирования болезни Альцгеймера и других родственных тауопатий, подразумевая передачу патологического тау в клетке-клетке в этом процессе», – говорит Ли.
Молодым мышечным сверхэкспрессирующим мутантным тау вводили синтетические предварительно сформированные фибриллы тау. Эти фибриллы собирали из рекомбинантного полноразмерного тау или усеченного тау, содержащего четыре микротрубочки-связывающие повторы. Синтетические тау фибриллы вызывали быструю индукцию NFT-подобных включений в мозге мышей. Эти включения затем распространялись из инъецированных сайтов в связанные области мозга в зависимости от дозы и времени.
Интересно, что инъекция синтетических фибрилл тау в гиппокамп или стриатум и кору привела к совершенно различным закономерностям распространения, что отражает их функциональную связность. Простейшим объяснением этого явления является то, что инъецированное патологическое тау поглощается процессами нормальных нейронов, где затем разлагает тау в этих нервных клетках, за которым следует транспортировка поврежденного тау по процессам, где он высвобождается, поглощается другими нейроны. Затем цикл повторяется снова и снова, тем самым приводя к прогрессированию болезни, говорят исследователи.
Более того, в отличие от тау-патологии, которая спонтанно развивается у более старых мышей Альцгеймера, включения, индуцированные синтетическими инъекциями тау у более молодых мышей, более близки к путаницам Альцгеймера в их физическом и биохимическом составе.
Исследование показало, что синтетические фибриллы tau способны индуцировать аутентичные NFT-подобные тау-глыбы и инициировать распространение тау-патологии у мышиной модели Альцгеймера.