Keradangan mendorong kerosakan tau di Alzheimer
Para saintis telah menemui mekanisme keradangan yang tampaknya memainkan peranan penting dalam pembentukan protein tau toksik yang menjadi ciri penyakit Alzheimer dan otak lain.
Penyakit Alzheimer adalah penyebab demensia yang paling biasa pada orang dewasa yang lebih tua. Bentuk lain termasuk demensia vaskular, badan Lewy, dan frontotemporal (FTD).
Anggaran dari Institut Penuaan Nasional, yang merupakan salah satu Institut Kesihatan Nasional (NIH), menunjukkan bahawa lebih daripada 5.5 juta orang di Amerika Syarikat mengalami demensia kerana penyakit Alzheimer.
Mekanisme yang baru ditemui melibatkan kompleks protein yang disebut NLRP3 inflammasome.
Penyelidikan sebelumnya telah mengenal pasti peranan penting molekul besar dalam mencetuskan bahan keradangan dari lokasinya di dalam sel imun di otak.
Dalam kajian baru itu, para penyelidik dari Pusat Penyakit Neurodegeneratif Jerman (DZNE) dan University of Bonn, kedua-duanya di Jerman, memimpin penyelidikan pasukan antarabangsa mengenai inflamasi NLRP3 dalam penyakit Alzheimer dan FTD.
Mereka menguji sampel otak postmortem dari orang dengan dan tanpa FTD. Mereka juga menggunakan sel otak dan tikus berbudaya dengan ciri otak khas Alzheimer dan FTD.
Penyiasat utama ialah Michael T. Heneka, seorang profesor di University of Bonn dan pengarah Jabatan Penyakit Neurodegeneratif dan Gerontopsychiatry.
Heneka juga merupakan pengarang kanan baru-baru ini Alam semula jadi kertas mengenai penemuan baru.
Dalam makalah kajian itu, dia dan rakannya menerangkan bagaimana protein tau berubah di bawah pengaruh proses keradangan dari sistem imun otak.
Salah satu fungsi yang dilakukan oleh protein tau dalam otak yang sihat adalah membantu menstabilkan kerangka sel saraf atau neuron.
Walau bagaimanapun, di Alzheimer dan FTD, protein tau mengalami perubahan kimia yang membuatnya menjauh dari kerangka sel dan saling melekat satu sama lain. Tanpa kestabilan mekanikal, sel akhirnya binasa.
Hiperfosforilasi
Apa yang membuat protein tau terlepas dari perancah sel dan saling menempel adalah proses yang disebut hiperfosforilasi yang mengubah komposisi kimia dan tingkah laku molekul protein.
Fosforilasi adalah pengatur utama aktiviti protein dalam sel. Ia melibatkan penambahan dan penyingkiran kumpulan fosfat (PO4) pada molekul protein.
Hiperfosforilasi bermaksud molekul protein tepu dengan kumpulan fosfat tambahan (PO4). Dalam keadaan ini, protein boleh bertindak dengan cara yang sangat berbeza daripada normal.
Penemuan baru menunjukkan bahawa inflammas NLRP3 memicu enzim yang menepis protein tau dengan fosfat sehingga mereka melepaskan diri dari kerangka sel dan membentuk gumpalan.
"Nampaknya proses keradangan yang dimediasi oleh inflammasome sangat penting bagi kebanyakan, jika tidak semua, penyakit neurodegeneratif dengan patologi tau," kata Prof Heneka.
Pasukan menunjukkan bahawa mekanisme ini sangat relevan dengan penyakit Alzheimer. Terdapat dua ciri yang membezakan penyakit Alzheimer: plak toksik protein beta-amiloid yang terbentuk di antara sel otak dan kusut protein tau yang terbentuk di dalam sel.
Di samping itu, plak beta-amiloid mula terbentuk pada peringkat awal Alzheimer, sebelum protein tau mulai berkumpul.
Kerja sebelumnya oleh beberapa pasukan telah mengimplikasikan inflammas NLRP3 sebagai penyokong pengumpulan beta-amiloid.
Hilang pautan antara beta-amyloid dan tau
Menggabungkan kedua-dua set penemuan ini menunjukkan bahawa inflammas NLRP3 menjadi faktor biasa dalam pembentukan plak beta-amiloid dan kekusutan tau.
"Hasil kami menyokong hipotesis lata amiloid untuk pengembangan Alzheimer," jelas Prof Heneka.
"Menurut hipotesis ini," lanjutnya, "deposit [beta-amyloid] akhirnya membawa kepada perkembangan patologi tau dan dengan demikian kematian sel."
Dia menunjukkan bahawa inflammasome adalah "penghubung hilang yang menentukan" yang menjembatani proses penyakit beta-amyloid dan tau. "Ini melewati tongkat, untuk berbicara," katanya.
Pasukan membayangkan penemuan ini membawa kepada kaedah baru untuk merawat Alzheimer dan FTD dengan mensasarkan proses transformasi tau.
Heneka percaya bahawa mungkin untuk mengembangkan ubat-ubatan yang mensasarkan patologi tau dengan mengubah tindak balas imun.
"Dengan perkembangan patologi tau, kemampuan mental semakin berkurang. Oleh itu, jika patologi tau dapat dibendung, ini akan menjadi langkah penting menuju terapi yang lebih baik. "
Prof Michael T. Heneka
