Încurcătură neurofibrilară

Încurcăturile neurofibrilare  sunt agregări de proteine ​​găsite în creier în boala Alzheimer [1] , descrise pentru prima dată de Alois Alzheimer într-o analiză post-mortem a țesutului cerebral al unuia dintre pacienții săi. S-a demonstrat că încurcăturile sunt formate din proteina tau hiperfosforilată și sunt localizate în neuronii creierului . Nu este clar dacă aceste acumulări sunt unul dintre principalii factori patologici sau joacă un rol mai puțin proeminent în patogeneză. Încurcăturile neurofibrilare se găsesc și în alte patologii numite taupatii .

Formare

Încurcăturile neurofibrilare sunt formate prin hiperfosforilarea tau , o proteină asociată microtubulilor . Fosforilarea duce la agregarea proteinelor, transformându-le într-o formă insolubilă. Mecanismul exact de formare a bobinei nu este cunoscut.

Modificări ale citoscheletului

La utilizarea metodei de imunocolorare , au fost identificate trei etape ale formării unei încurcături neurofibrilare. În stadiul 0, neuronii piramidali normali din punct de vedere morfologic se colorează difuz cu anticorpi anti -tau . Cu alte cuvinte, celulele sunt sănătoase și prezența tau este minimă. În stadiul 1, apar incluziuni subțiri lungi , colorate cu anticorpi la proteina tau (acestea sunt bobine timpurii). Etapa 2 este caracterizată prin încurcături neurofibrilare clasice. În stadiul 3, neuronul este deja mort și încurcăturile sunt situate în afara celulei. În această etapă, colorarea pentru proteina tau este redusă, dar colorarea pentru ubiquitină este îmbunătățită [2] .

Motive

Mutația Tau

În mod tradițional, se crede că proteina tau se leagă de microtubuli și participă la formarea și stabilizarea acestora. Cu toate acestea, atunci când este hiperfosforilată, proteina nu își poate îndeplini funcția, microtubulii devin instabili și încep să se dezintegreze. Proteina tau nelegată formează clustere, care sunt numite încurcături neurofibrilare [3] . Acest lucru se datorează (hiper-)fosforilării excesive a proteinei tau, adesea atribuită reziduurilor incorecte de aminoacizi .

Leziuni cerebrale traumatice

Leziunea cerebrală traumatică poate fi unul dintre factorii în formarea încurcăturilor neurofibrilare [4] . Hiperfosforilarea este adesea găsită în sistemul nervos central după leziuni cerebrale traumatice repetate [5] . Mecanismul exact care leagă leziunea cerebrală traumatică de hiperfosforilarea tau rămâne neclar [4] .

Metale grele

Mai multe studii au arătat că diferite metale precum mercurul [6] , arsenul [7] , plumbul [8] , aluminiul [9] cresc nivelul proteinei tau hiperfosforilate.

Patologie

S-a demonstrat că gradul de afectare cognitivă în boli precum boala Alzheimer se corelează semnificativ cu prezența încurcăturilor neurofibrilare [10] . Cu toate acestea, unii autori au sugerat că formarea încurcăturilor neurofibrilare nu are nicio relație cauzală (cauzală) cu dezvoltarea bolilor. Dimpotrivă, încurcăturile neurofibrilare pot fi un răspuns compensator la stresul oxidativ și pot îndeplini o funcție de protecție. Această afirmație se bazează pe mai multe fapte. În primul rând, unii neuroni care conțin încurcături neurofibrilare pot supraviețui zeci de ani [3] . În al doilea rând, încurcăturile neurofibrilare au fost găsite la indivizi sănătoși, prin urmare încurcăturile neurofibrilare nu sunt direct asociate cu degenerarea neuronală.

Tratament

S -a demonstrat că statinele reduc numărul de încurcături neurofibrilare într-un model de șoarece de tauopatie [11] . Kinaza 5 dependentă de ciclină (CDK5) este o kinază despre care se crede că este implicată în tauopatie. Interferența ARN poate fi una dintre strategiile pentru tratamentul taupatiilor, deoarece reduce expresia genei CDK5. Eliminarea genei CDK5 a redus fosforilarea tau în cultura celulară și în modelele de șoarece. În plus, o scădere a expresiei acestei gene a redus numărul de încurcături neurofibrilare [12] .

Preparate cu litiu

Preparatele cu litiu reduc fosforilarea tau și densitatea încurcăturii neurofibrilare în hipocamp și măduva spinării la modelele de șoarece [13] . Cu toate acestea, recuperarea memoriei de lucru și a funcțiilor motorii la șoareci după un curs de preparate cu litiu nu a avut loc.

Note

  1. Strukov A.I. , Serov V.V. Bolile sistemului nervos central // Anatomie patologică: manual . - a 5-a ed. - M. : Litterra, 2010. - S. 591. - 848 p.
  2. Bancher, C. Acumularea de τ fosforilat anormal precede formarea încurcăturilor neurofibrilare în boala Alzheimer  : [ ing. ]  / C. Bancher, C. Brunner, H. Lassmann … [ și colab. ] // Cercetarea creierului  : jurnal - 1989. - Vol. 477, nr. 1-2 (ianuarie). - P. 90-99. — ISSN 0006-8993 . - doi : 10.1016/0006-8993(89)91396-6 . — PMID 2495152 .
  3. ↑ 1 2 Lee H. și colab. Fosforilarea Tau în boala Alzheimer: agent patogen sau protector?  (Engleză)  // Tendințe în medicina moleculară. - 2005-01-04. — Vol. 11 , nr. 4 . — P. 164-169 . — ISSN 1471-4914 . - doi : 10.1016/j.molmed.2005.02.008 .
  4. ↑ 1 2 Lucke-Wold BP și colab. Legarea leziunilor cerebrale traumatice cu encefalopatia traumatică cronică: identificarea mecanismelor potențiale care conduc la dezvoltarea încurcăturii neurofibrilare  //  Journal of Neurotrauma. — 01-07-2014. — Vol. 31 , nr. 13 . — P. 1129-1138 . — ISSN 0897-7151 . - doi : 10.1089/neu.2013.3303 . Arhivat din original pe 25 martie 2022.
  5. Mannix R. și colab. Corelații clinice într-un model experimental de leziuni cerebrale ușoare repetitive  //  ​​Annals of Neurology. — 01-07-2013. — Vol. 74 , nr. 1 . - P. 65-75 . — ISSN 1531-8249 . doi : 10.1002 / ana.23858 . Arhivat din original pe 22 octombrie 2017.
  6. Olivieri G. și colab. Mercurul induce citotoxicitatea celulară și stresul oxidativ și crește secreția de beta-amiloid și fosforilarea tau în celulele neuroblastomului SHSY5Y  //  Journal of Neurochemistry. — 01-01-2000. — Vol. 74 , nr. 1 . — P. 231-236 . — ISSN 0022-3042 . Arhivat din original pe 16 decembrie 2015.
  7. Vahidnia A. și colab. Neurotoxicitatea indusă de arsenic în relație cu toxicocinetica: efecte asupra proteinelor nervului sciatic  (engleză)  // Interacțiuni chimice-biologice. — 25-11-2008. — Vol. 176 , nr. 2-3 . — P. 188-195 . — ISSN 1872-7786 . - doi : 10.1016/j.cbi.2008.07.001 . Arhivat din original pe 16 decembrie 2015.
  8. Bihaqi SW , Zawia NH Taupatie îmbunătățită și patologie asemănătoare AD în creierul primatelor în vârstă la zeci de ani după expunerea infantilă la plumb (Pb  )  // Neurotoxicologie. — 2013-12-01. — Vol. 39 . - P. 95-101 . — ISSN 1872-9711 . — doi : 10.1016/j.neuro.2013.07.010 . Arhivat din original pe 15 decembrie 2015.
  9. Shin RW și colab. Un nou chelator de cationi trivalent Feralex disociază legarea aluminiului și a fierului asociată cu tau hiperfosforilat al bolii Alzheimer  //  Cercetarea creierului. - 24-01-2003. — Vol. 961 , nr. 1 . - P. 139-146 . — ISSN 0006-8993 . Arhivat din original pe 15 decembrie 2015.
  10. Braskie MN și colab. Imagistica cu plăci și încurcături și cogniție în îmbătrânirea normală și boala Alzheimer  //  Neurobiology of Aging. — Vol. 31 , nr. 10 . — P. 1669-1678 . - doi : 10.1016/j.neurobiolaging.2008.09.012 . Arhivat din original pe 27 iunie 2018.
  11. Boimel M. și colab. Statinele reduc sarcina încurcăturii neurofibrilare într-un model de șoarece de tauopatie  //  Journal of Neuropathology and Experimental Neurology. — 2009-03-01. — Vol. 68 , nr. 3 . — P. 314-325 . — ISSN 0022-3069 . - doi : 10.1097/NEN.0b013e31819ac3cb .
  12. Piedrahita D. și colab. Silenția CDK5 reduce încurcăturile neurofibrilare la șoarecii transgenici Alzheimer  //  Jurnalul de neuroștiință: jurnalul oficial al Societății pentru neuroștiință. — 20.10.2010. — Vol. 30 , nr. 42 . - P. 13966-13976 . — ISSN 0270-6474 . - doi : 10.1523/JNEUROSCI.3637-10.2010 . Arhivat 25 mai 2021.
  13. Leroy K. și colab. Tratamentul cu litiu oprește dezvoltarea încurcăturilor neurofibrilare la șoarecii transgenici mutanți tau cu patologie neurofibrilară avansată  //  Journal of Alzheimer's disease : journal. - 2010. - Vol. 19 , nr. 2 . — P. 705-719 . - doi : 10.3233/jad-2010-1276 .