Hur ett naturligt protein kan hjälpa till att bekämpa Alzheimers sjukdom
En ny studie i Nature Communications ger oss insikter om de underliggande mekanismerna för bildandet av proteinklumpar vid Alzheimers sjukdom. Studien, ledd av forskare från Karolinska Institutet, kan bana väg för nya behandlingar av denna förödande neurodegenerativa sjukdom.
Alzheimers sjukdom drabbar miljontals människor världen över, och orsakar minnesförlust, förvirring och kognitiv försämring. Ett vanligt tecken av sjukdomen är ansamlingen av onormala proteinklumpar, som kallas amyloidfibriller och plack, i hjärnan. Dessa klumpar stör hjärncellernas normala funktion och kan utlösa inflammation och celldöd.
Forskare har länge försökt förstå hur dessa fibriller bildas samt hur man kan förhindra att de bildas. En strategi är att man använder proteiner som kan binda till specifika platser på ytan av fibrillerna och därmed blockera bildandet av nya aggregat. Dessa proteiner kallas molekylära chaperoner, och de produceras naturligt av celler för att hjälpa andra proteiner att veckas och fungera korrekt.
"I vår studie använde vi en specifik molekylär chaperone, som kallas BRICHOS", säger Axel Abelein, sisteförfattare av studien. "BRICHOS har tidigare visat sig hämma bildandet av amyloidfibriller. Nu ville vi ta reda på hur det känner igen och binder till ytan av fibrillerna, vilket ger oss tips om vilka delar av fibrillerna som nya aggregat skapas på.
Inriktning på hotspots
Forskarna vid Laboratorium för felveckning och aggregering av protein, institutionen för biovetenskaper och näringslära, Karolinska Institutet, använde sig av avancerade strukturbiologiska tekniker, såsom solid-state nuclear magnetic resonance (NMR) och elektronmikroskopi, för att visualisera strukturen av och interaktionerna mellan BRICHOS och fibrillerna på atomnivå. De upptäckte att BRICHOS kan känna av och fästa vid specifika regioner på fibrillerna, och dessa regioner kan fungera som aggregeringshotspots. Genom att binda till dessa hotspots kan BRICHOS sannolikt förhindra att ytterligare aggregat bildas och på så vis undertrycka deras toxiska effekter.
Forskarna föreslår att om man riktar in sig på dessa aggregeringshotspots så kan det vara ett lovande sätt att störa fibrillbildningsprocessen på och då även dess skadliga effekter vid Alzheimers sjukdom. De planerar också att undersöka om liknande mekanismer är involverade i andra neurodegenerativa störningar, såsom Parkinsons sjukdom, som också kännetecknas av proteinaggregation.
Denna studie utfördes i samarbete med grupper i Lyon, Frankrike och Riga, Lettland, som gav tillgång och expertis till ny solid-state NMR-instrumentering.