Согласно новому исследованию, проведенному Университетом Квинсленда, очистка клеток от "белковых сгустков" может предотвратить возникновение некоторых видов деменции.

Исследователи из Квинслендского института мозга сделали это открытие после того, как сосредоточились на взаимосвязи между ферментом Fyn и белком Tau при лобно-височной деменции. Команда, возглавляемая профессором Фредериком Менье и доктором Рамоном Мартинесом-Мармолом, обнаружила, что Fyn, важный игрок в обучении и памяти, становится очень активным, когда он обездвижен в синапсах, которые являются узлами связи между нейронами, где происходит нейронная коммуникация.

"Используя микроскопию сверхразрешения, мы теперь можем видеть эти ферменты по отдельности и в режиме реального времени, случайным образом перемещающиеся в живых нейронах", - сказал ведущий автор доктор Мартинес-Мармол.

Команда обнаружила, что когда эти ферменты активируются, они изменяются на открытую структуру (подобно распускающемуся цветку) и замедляют свое движение, группируясь вместе, образуя кластеры или сгустки белков, прежде чем снова сворачиваться и рассеиваться, чтобы снова начать свой цикл.

"Когда им нужно завершить действие, ферменты Fyn замедляются и собираются в синапсе, чтобы начать свою функцию", - сказал доктор Мартинес-Кармол.

Обычно этот процесс происходит естественным образом тысячи раз в синапсах между нейронами и необходим для поддержания нейронной связи, которая является основой обучения и памяти.

Профессор Фредерик Менье объяснил, что для того, чтобы происходило обучение и запоминание, Fyn необходимо сформировать эти динамические кластеры. "Но если вы каким—либо образом измените баланс - у вас слишком мало или слишком много кластеризации, у вас развиваются патологические проблемы", - сказал он.

Исследование следует за более ранней работой команды, где они обнаружили, что Тау влияет на критический механизм в функции памяти. Команда показала, используя микроскопию со сверхразрешением, что, когда нейроны подвергаются воздействию мутантной версии Тау, присутствующей при лобно-височной деменции, кластеризация фермента Fyn усиливается, что потенциально может вызвать изнурительную цепную реакцию.

Связь Fyn и Tau, необходимая для прогрессирования различных форм деменции, включая болезнь Альцгеймера и лобно-височную деменцию, была продемонстрирована многими лабораториями по всему миру; однако точные молекулярные механизмы, лежащие в основе этого патологического взаимодействия, не были известны.

Важно отметить, что этот мутантный Тау обладает более высокой склонностью к образованию так называемых биомолекулярных конденсатов, которые представляют собой небольшие гелеобразные капли внутри клеток. Некоторые белки при определенных условиях имеют тенденцию самопроизвольно агрегироваться, образуя капли, напоминающие разлитую нефть в водном растворе. Тау - один из таких белков.

Если они образуются в синапсах нейронов, эти тау-капли создают идеальную ловушку для молекул Fyn, сохраняя их в высокой степени неподвижными и дольше усиливая их кластеризацию и активацию.

"Это похоже на паутину", - сказал доктор Мартинес-Кармол. "Обычно Фин останавливается и двигается, останавливается и двигается. При лобно-височной деменции Fyn больше останавливается, поскольку застревает в этой гелеобразной структуре. Таким образом, капли Тау притягивают дополнительные белки Fyn в синапсе".

Профессор Менье сказал, что биомолекулярные конденсаты Тау могут быть ключом к обращению вспять этой токсичной цепной реакции.

"Мы считаем, что они являются идеальной мишенью для будущей терапии, направленной на восстановление нормальной динамики кластеризации Fyn", - сказал профессор Менье. "Теоретически, противодействие образованию токсичных биомолекулярных конденсатов Тау должно предотвратить развитие деменции".

Исследование было опубликовано в журнале Molecular Psychiatry.