Mitokondrioiden parantaminen kääntää proteiinin kertymisen ikääntymiseen ja Alzheimerin tautiin

On pitkään tiedetty, että Alzheimerin taudin ja useimpien muiden hermostoa rappeuttavien sairauksien tunnusmerkki on liukenemattomien proteiiniaggregaattien muodostuminen aivoissa. Jopa normaalissa ikääntymisessä ilman sairautta, liukenemattomia proteiineja kertyy.

Tähän mennessä Alzheimerin taudin hoidossa ei ole otettu huomioon proteiinien liukenemattomuuden osuutta yleisenä ilmiönä, vaan ne ovat keskittyneet yhteen tai kahteen liukenemattomaan proteiiniin. Äskettäin Buck Instituten tutkijat saivat päätökseen systemaattisen matotutkimuksen, joka maalaa monimutkaisen kuvan hermostoa rappeutuvien sairauksien liukenemattomien proteiinien ja ikääntymisen välisistä suhteista. Lisäksi työ osoitti interventiota, joka voi kumota aggregaattien myrkylliset vaikutukset parantamalla mitokondrioiden terveyttä.

"Tuloksemme viittaavat siihen, että liukenemattomien proteiinien kohdistaminen voi tarjota strategian erilaisten ikään liittyvien sairauksien ehkäisyyn ja hoitoon", sanoi Edward Anderton, Ph.D., Gordon Lithgow'n laboratorion tutkijatohtori ja yksi ensimmäisistä vuonna julkaistun tutkimuksen tekijöistä. GeroScience-lehti.

"Tutkimuksemme osoittaa, kuinka terveiden mitokondrioiden ylläpitäminen voi torjua ikääntymiseen ja Alzheimerin tautiin liittyvää proteiinien aggregaatiota", sanoi Manish Chamoli, Ph.D., tutkijatohtori Gordon Lithgow'n ja Julie Andersenin laboratoriossa ja yksi tutkijoista. Tutkimuksen ensimmäiset kirjoittajat. "Parantamalla mitokondrioiden terveyttä voimme mahdollisesti hidastaa tai kumota näitä haitallisia vaikutuksia tarjoamalla uusia hoitoja sekä ikääntymiseen että ikääntymiseen liittyviin sairauksiin."

Tulokset vahvistavat gerontologisen hypoteesin

Normaalia ikääntymistä ja sairauksia edistävien liukenemattomien proteiinien välinen vahva yhteys tukee myös laajempaa kuvaa ikääntymisen ja siihen liittyvien sairauksien esiintymisestä.

"Väitettäisimme, että tämä työ tukee gerontologista hypoteesia, jonka mukaan on yhteinen polku sekä Alzheimerin tautiin että itse ikääntymiseen. Ikääntyminen aiheuttaa sairauksia, mutta sairauteen johtavat tekijät esiintyvät hyvin varhaisessa elämässä", - sanoi Gordon. Lithgow, Ph.D., Baca-professori, akateemisten asioiden varapuheenjohtaja ja tutkimuksen vanhempi kirjoittaja.

Se tosiasia, että ryhmä löysi ydinliukenemattoman proteomin, joka oli rikastettu useilla proteiineilla, joita ei ollut aiemmin harkittu, luo uusia tutkimuskohteita, Lithgow sanoi. "Jossain mielessä se herättää kysymyksen siitä, pitäisikö meidän tarkastella, miltä Alzheimerin tauti näyttää hyvin nuorilla", hän sanoi.

Amyloidin ja tau:n lisäksi

Useimmat Alzheimerin taudin tutkimukset ovat tähän mennessä keskittyneet kahden proteiinin, amyloidi beetan ja taun, kertymiseen. Näissä liukenemattomissa aggregaateissa on kuitenkin itse asiassa tuhansia muita proteiineja, Anderton sanoi, ja niiden roolia Alzheimerin taudissa ei tiedetä. Lisäksi heidän laboratorionsa ja muut ovat havainneet, että normaalin ikääntymisprosessin aikana ilman tautia tapahtuu myös liukenemattomien proteiinien kertymistä. Nämä vanhojen eläinten liukenemattomat proteiinit, kun ne sekoitetaan amyloidibeetan kanssa in vitro, nopeuttavat amyloidin aggregaatiota.

Tiimi kysyi itseltään, mikä yhteys on Alzheimerin taudin kertymisen ja ikääntymisen välillä ilman tautia. Amyloidibeetaan keskittyen he käyttivät mikroskooppisen madon Caenorhabditis elegans -kantaa, jota käytettiin pitkään ikääntymistutkimuksessa ja joka muunnettiin geneettisesti tuottamaan ihmisen amyloidiproteiinia.

Anderton sanoi, että tiimi epäili, että amyloidi beeta saattaa aiheuttaa jonkinasteista liukenemattomuutta muihin proteiineihin. "Huomasimme, että amyloidi beeta aiheuttaa massiivisen liukenemattomuuden jopa hyvin nuorilla eläimillä", Anderton sanoi. He havaitsivat, että on olemassa osa proteiineja, jotka näyttävät olevan erittäin herkkiä liukenemattomuudelle joko amyloidi-beetan lisäämisen vuoksi tai normaalin ikääntymisprosessin aikana. He kutsuivat tätä haavoittuvaa osajoukkoa "liukenemattomaksi ydinproteomiksi".

Tiimi osoitti myös, että liukenemattoman proteomin ydin on täynnä proteiineja, jotka on jo yhdistetty useisiin hermostoa rappeuttaviin sairauksiin Alzheimerin lisäksi, mukaan lukien Parkinsonin, Huntingtonin ja prionisairauksiin.

"Tutkimuksemme viittaa siihen, että amyloidi voi toimia tämän normaalin ikääntymiseen liittyvän aggregaation edistäjänä", Anderton sanoi. "Meillä on nyt mielestäni ensimmäistä kertaa selkeää näyttöä siitä, että sekä amyloidi että ikääntyminen vaikuttavat samoihin proteiineihin samalla tavalla. On täysin mahdollista noidankehä, jossa ikääntyminen aiheuttaa liukenemattomuutta ja amyloidi beeta myös liukenemattomuutta, ja ne vain vahvistavat toistaan. Muu."

Amyloidiproteiini on erittäin myrkyllistä matoille, ja tiimi halusi löytää tavan kääntää tämä myrkyllisyys. "Koska sadat mitokondrioproteiinit muuttuvat liukenemattomiksi sekä ikääntymisen aikana että amyloidibeetan ilmentymisen jälkeen, ajattelimme, että jos voisimme parantaa mitokondrioproteiinien laatua yhdisteellä, niin voisimme ehkä kääntää osan amyloidibeetan negatiivisista vaikutuksista", Anderton sanoi.. Juuri tämän he havaitsivat käyttämällä urolitiini A:ta, luonnollista metaboliittia, joka muodostuu suolistossa syödessämme vadelmia, saksanpähkinöitä ja granaattiomenia. Sen tiedetään parantavan mitokondrioiden toimintaa: se viivästytti merkittävästi amyloidibeetan myrkyllisiä vaikutuksia.

"Tiedoistamme kävi selväksi mitokondrioiden merkitys", Anderton sanoi. Kirjoittajien mukaan yksi johtopäätös on, että mitokondrioiden terveys on kriittistä yleisen terveyden kannalta. "Mitokondrioilla on vahva yhteys ikääntymiseen. Niillä on vahva yhteys amyloidibeetaan", hän sanoi. "Uskon, että tutkimuksemme on yksi harvoista, jotka osoittavat, että näiden proteiinien liukenemattomuus ja aggregoituminen voivat olla linkki näiden kahden prosessin välillä."

"Koska mitokondriot ovat niin tärkeitä tälle kaikelle, yksi tapa katkaista laskukierre on korvata vaurioituneet mitokondriot uusilla mitokondrioilla", Lithgow sanoi. "Kuinka tämä tehdään? Sinun täytyy harjoitella ja syödä terveellisesti."