Naučnici iz Medical Research Council (MRC) Laboratory of Molecular Biology u Kembridžu, Velika Britanija, identifikovali su novi protein nazvan TAF15 koji formira agregirane strukture u slučajevima frontotemporalne demencije, dovodeći u pitanje prethodne pretpostavke o ovom stanju. Ovaj nalaz ne samo da utire put naprednim dijagnostičkim alatima i tretmanima, već i podiže intrigantnu mogućnost da TAF15 može biti povezan i sa frontotemporalnom demencijom i bolešću motornih neurona, bacajući novo svetlo na ove iscrpljujuće poremećaje.
Novi protein može doprineti frontotemporalnoj demenciji
Većina neurodegenerativnih poremećaja, kao što je demencija, uključuje proteine koji se grupišu u filamente poznate kao amiloidi. U većini slučajeva, naučnici su precizirali proteine odgovorne za ovu agregaciju, što im je omogućilo da se fokusiraju na ove proteine radi dijagnostičke procene i terapije. Međutim, u otprilike 10 odsto slučajeva frontotemporalne demencije istraživači još nisu utvrdili koji je to specifičan protein koji je odgovoran.
Sada su naučnici uspešno identifikovali agregirane strukture proteina TAF15 u ovim konkretnim slučajevima. Nalazi su objavljeni u časopisu Nature.
Frontotemporalna demencija nastaje usled propadanja frontalnog i temporalnog režnja mozga, koji su zaduženi za emocije, ličnost, ponašanje, razumevanje jezika i govor.
Ovo stanje, za razliku od Alchajmerove bolesti, obično se manifestuje u ranijoj dobi i često se dijagnostikuje kod osoba između 45 i 65 godina. Međutim, može se pojaviti i kod mlađih i starijih pojedinaca.
U svom novom istraživanju, tim naučnika otkrio je agregirane proteinske strukture koje mogu poslužiti kao fokusna tačka za potencijalni napredak u dijagnostičkim procenama i terapijama. Sa identifikacijom ključnog proteina i njegove strukture, istraživači su sada spremni da se na njega fokusiraju kako bi dijagnostikovali i lečili ovaj specifični oblik frontotemporalne demencije. Ovaj pristup odražava strategije koje su već u toku za ciljanje amiloid-beta i tau proteinskih agregata – obeležja Alchajmerove bolesti.
Korišćenje napredne krio-elektronske mikroskopije za ispitivanje mozga
Naučnici su koristili napredne tehnike krio-elektronske mikroskopije (krio-EM) da ispitaju proteinske agregate na atomskom nivou rezolucije u mozgu četiri osobe sa ovim oblikom frontotemporalne demencije.
Do sada se pretpostavljalo da je protein po imenu FUS odgovoran za agregaciju u ovoj vrsti demencije i povlačile su se paralele sa drugim neurodegenerativnim poremećajima. Koristeći krio-elektronsku mikroskopiju (krio-EM), naučnici MRC Laboratorije za molekularnu biologiju uspešno su utvrdili da proteinski agregati pronađeni u svakom mozgu dele identičnu atomsku strukturu. Iznenađujuće, odgovorni protein nije bio FUS, već drugi protein nazvan TAF15.
Istraživači su pojasnili da je ovaj ishod bio neočekivan, jer pre ove studije, TAF15 nije bio prepoznat po svojoj ulozi u formiranju amiloidnih filamenata u neurodegenerativnim stanjima i o njegovim strukturnim karakteristikama nisu postojale informacije.
Krio-EM predstavlja revoluciju u našem razumevanju molekularnih mehanizama koji leže u osnovi demencije i neurodegenerativnih bolesti u širem kontekstu pružanjem uvida koji su prethodno bili nedostižni sa ranijim tehnologijama.
Istraživači su priznali da je složena priroda izvođenja krio-elektronske mikroskopije ograničila njihovo ispitivanje na mozgove samo četiri osobe. Ipak, sa našim novootkrivenim znanjem o ključnom proteinu i njegovoj strukturi, postoji mogućnost stvaranja alata za skrining stotina uzoraka pacijenata kako bi se procenio obim ovih abnormalnih proteinskih agregata.
Frontotemporalna demencija i bolest motornih neurona
Neki pojedinci pogođeni frontotemporalnom demencijom takođe imaju bolest motornih neurona, stanje koje karakteriše progresivni gubitak kontrole mišića.
U ovom ispitivanju, dve osobe koje su imale oba stanja donirale su svoj mozak za proučavanje. Kod ovih slučajeva istraživači su otkrili isti agregirani oblik proteina TAF15 u regionima mozga povezanim sa bolešću motornih neurona. Prisustvo identičnih TAF15 agregata kod dve osobe koje su imale i frontotemporalnu demenciju i znake bolesti motornih neurona povećava mogućnost da TAF15 može doprineti razvoju oba poremećaja.
Potrebna su dalja istraživanja da bi se istražio uticaj TAF15
Istraživački tim trenutno ispituje da li su ovi abnormalni TAF15 agregati prisutni kod osoba sa bolešću motornih neurona koji ne pokazuju simptome frontotemporalne demencije.
Dr James Giordano, profesor neurologije i biohemije u Pellegrino Center na Georgetown University Medical Center, koji nije bio uključen u ovo istraživanje, kaže da „ova studija dalje ispituje mogućnost da dodatni abnormalni proteini mogu doprineti neuropatološkom procesu frontotemporalnae lobarne degeneracije i demencije (FTLD)”.
– Studija je dobro sprovedena i koristila je prilično širok uzorak moždanog tkiva uzetog od adekvatnih pacijenata kako bi se procenilo prisustvo i obim TAF proteina, varijantnog abnormalnog proteinskog sastojka, koji se zajedno sa drugim poznatim abnormalnim proteinima (kao što su karakteristični tau i alfa -sinukleinski entiteti), nalaze u neurodegenerativnim procesima FTLD i njima doprinose – kaže dr James Giordano.
Dr Giordano je primetio da je „ova studija pokazala da je TAF protein takođe prisutan, iako u nešto manjoj koncentraciji, u ukupnom proteinopatskom konstituentu mozga ovih pacijenata”. On je dodao da nalazi studije „pružaju podršku i unapređuju aspekte amiloidne hipoteze neurodegenerativne demencije”.
– Identifikacija TAF varijante može poslužiti kao važan dijagnostički marker, kao i potencijalni terapeutski cilj u lečenju FTLD – objasnio je dr Giordano.
Dr Jennifer Bramen, viši naučnik istraživač na Pacific Neuroscience Institute u Santa Moniki, Kalifornija, koja takođe nije bila uključena u ovo istraživanje, kaže da je „demencija frontotemporalnog režnja (FTD) emocionalno izazovna bolest za koju ne postoji lek”. Ona je zaključila da je „FTD heterogena bolest, što je čini izazovnijom za istraživanje. Bolje razumevanje različitih podtipova na kraju bi moglo da dovede do više opcija lečenja za pacijente”.
