Nanotunele ułatwiają rozwój choroby Huntingtona

Choroba Huntingtona występuje u 3 do 7 osób na 100 tys., głównie u ludzi pochodzenia europejskiego. Chorzy wytwarzają uszkodzone białko (huntigtynę), które uszkadza komórki mózgowe. Białko odkryto już w roku 1993, ale jego rola nie została jeszcze całkowicie poznana.

Dotyczące mózgu procesy degeneracyjne zwykle dają objawy w wieku od 30 do 40 lat i trwają od 15 do 20 lat - do śmierci. Chorzy tracą kontrolę nad ruchami, mogą mieć problemy emocjonalne, zaburzenia myślenia i pamięci. Rzadsza i bardziej agresywna forma choroby dotyka już dzieci.

Aby znaleźć potencjalne cele terapii, dr Srinivasa Subramaniam ze Scripps Research Institute bada mechanizmy molekularne dotyczące choroby Huntingtona oraz innych chorób neurodegeneracyjnych, jak choroba Alzheimera czy Parkinsona.

W najnowszym badaniu Subramaniam i jego kolega dr Manish Sharma, oglądając neurony myszy pod mikroskopem konfokalnym zauważyli, że komórki tworzą lepkie, podobne do sznurka wypustki o długości około 150 mikronów, które unoszą się nad komórkami, łącząc je. Nikt nie zauważył wcześniej tego zjawiska, prawdopodobnie dlatego, że wypustki znajdują się w innej płaszczyźnie, niż komórki.

Naukowcy po raz pierwszy opisali podobne rurkowate tunele w neuronach szczurów w roku 2004 r. Od tego czasu wielu naukowców obserwowało je w różnych typach komórek, także nowotworowych. Nie było jednak jasne, jak się tworzą i co robią.

Aby się tego dowiedzieć, Subramaniam i Sharma śledzili ładunek przemieszczający się przez „tunel” pomiędzy komórkami. Wprowadzili huntingtynę do mysich komórek mózgowych, oznaczyli je fluorescencyjną substancją, a następnie obserwowali, jak białko przeszło do sąsiedniej komórki. Gdy tunel „dostarczył przesyłkę”, odczepił się i odskoczył. Jak wyjaśnia Subramaniam, w podobny sposób mogą przemieszczać się pomiędzy komórkami także lizosomy i endosomy, komórkowe „pojemniki”, które transportują kawałki komórek lub odpady.

Białko Rhes występuje zarówno w mysim, jak i ludzkim mózgu chorym na chorobę Huntingtona. Wyłączenie działania genu Rhes u chorych myszy sprawia, że uszkodzenie mózgu jest mniejsze. W badaniu z 2009 roku Subramaniam odkrył, że Rhes zmienia również strukturę huntingtyny, czyniąc ją bardziej toksyczną dla komórek mózgu.

„Białko Rhes tworzy dla siebie własną drogę. To jest dla nas zaskakujące” – powiedział Subramaniam. „Ale transportuje nie tylko samo siebie. Gdy powstanie droga, można przewieźć wiele rzeczy”.

Zespół Subramaniama nadal bada, jakie jeszcze białka mogą pomagać w budowie tunelu i czy białka związane z innymi chorobami mogą się przemieszczać w ten sposób. Trwają również badania nad tym, w jaki sposób huntingtyna przemieszcza się w żywym mózgu. (PAP)

Autor: Paweł Wernicki

pmw/ zan/