Choroba Alzheimera: taka mała molekuła, a tyle może...

Alzheimer jest jedną z najbardziej wyniszczających chorób. Obecnie dotyka sześć i pół miliona Amerykanów. Alzheimer Association przewiduje, do 2050 roku liczba zachorowań będzie się wahać między 11 a 16 milionów. Choroba charakteryzuje się obumieraniem komórek mózgowych, z czym wiąże się zapominanie, zdezorientowanie, a czasem nawet katatonia.

Lekarstwa tylko łagodzą objawy. Wciąż nie ma odpowiedzi co leży u podstaw choroby.

„Nie wiemy czy problemem jest toksyczność” - wyjaśnia Joan-Emma Shea, profesor chemii i biochemii na University of California, Santa Barbara (UCSB). „Przez to bardzo trudno jest wyleczyć tę chorobę.”

Przez dłuższy czas podejrzewano, że przyczyną choroby jest kumulacja białka zwanego beta-amyloidem. Fibryle amyloidu były uznawane za potencjalne źródło toksyczności, która powoduje śmierć komórek mózgowych.

Nadmiar tego białka jest gromadzony w mózgu, w przestrzeni międzykomórkowej. Wówczas tworzą się płytki starcze, które niszczą neurony. Najnowsze badania pokazują, że amyloidowe fibryle są produktem ubocznym.

Zespół dr Shea wykorzystuje symulacje komputerowe, aby zrozumieć, w jaki sposób tworzą się toksyczne jednostki w mózgu.

Od 2007 roku dr Shea przeprowadziła tysiące takich symulacji używając superkomputera The Ranger w Texas Advances Computing Center (TACC), po to żeby lepiej zrozumieć strukturę, tworzenie oraz zachowanie amyloidowych kumulacji.

Przez wiele dekad uważano, że fibryle są źródłem toksyczności, ale ostatnio naukowcy skierowali swoją uwagę na małe, rozpuszczalne prekursory, zwane oligomerami, które tworzą fibryle.

Oligomery są trudne do wykrycia w warunkach doświadczalnych, ponieważ wykazują tendencję do przyjmowania form przejściowych. Nie wiadomo jakiej są wielkości.

Shea and Michael Bowers, profesor chemii i biochemii UCSB uważają, że te przejściowe oligomery mogą być odpowiedzialne za zapoczątkowanie choroby, spowodowane interkacją z błoną komórkową.

„Oligomery mogą być toksyczne, ponieważ dostają się do błony i uszkadzają ją”  - tłumaczy dr Shea.

W 2007 roku dr Shea i Browers otrzymali dofinansowanie od National Institutes of Health na sprawdzenie swojej teorii. Ostatnie pięć lat spędzili na szukaniu małych, peptydowych inhibitorów, które mogłyby zahamować powstawanie oligomerów.

W listopadowym numerze Biochemistry opisano jak inhibitory c-terminal mogą zahamować formowanie się oligomerów i co za tym idzie - zatrzymać postęp choroby. Symulacje komputerowe Shea nie tylko wykryły znaczącą rolę oligomerów w początkowej fazie Alzheimera, ale przede wszystkim okazały się pomocne w zatrzymaniu powstania oligomerów.