Metilen ko‘ki, tau va amiloid: oqsillarni chiqarib tashlash mexanizmlari nega farq qiladi

Metilen ko‘ki Altsgeymer kasalligiga aloqador oqsillarga qanday ta’sir qilishini so‘rasangiz, shartlari aniq ko‘rsatilgan uchta javob o‘rniga bitta qat’iy javob eshitasiz. Probirkada u tau molekulalarining bir-biriga yopishishiga to‘sqinlik qiladi. Sichqonlarning bir modelida tauga ta’sir qilmagan holda eruvchan amiloid miqdorini kamaytiradi. Boshqasida esa amiloidni hosil qiladigan fermentning faolligini pasaytiradi. Bularning har biri haqiqiy natija. Ammo hech biri to‘liq manzarani aks ettirmaydi va ularning barchasi bir hayvonda bir vaqtda yuz bermaydi. Ushbu maqola bu uch natijani ajratadi, toki bir tajriba natijasi boshqasining isboti sifatida keltirilmasin.

Metilen ko‘ki hujayralar ichida qanday ta’sir qilishi haqida kengroq tasavvurga ega bo‘lishni istagan o‘quvchilar o‘sha maqoladan boshlashlari kerak. Bu natijalarning birortasi bemorlarga yordam berganmi, degan savolga javob izlayotganlar Altsgeymer kasalligi bo‘yicha klinik tadqiqotlar natijalarini o‘qishlari kerak: odamlardagi sinov natijalari aynan o‘sha yerda yoritilgan. Ushbu maqola o‘sha ma’lumotlarni takrorlamaydi.

Tau haqidagi natija agregatsiya sinovlariga tegishli

Uch yo‘nalishning eng qadimgisi neyrofibrillyar chigallarni hosil qiladigan tau oqsili ustida hujayrasiz sharoitda olib borilgan ishlardan kelib chiqqan. Tau-tau bog‘lanish sinovida tau bo‘laklari juft spiralsimon filamentlarga birlashadi va fenotiazin bo‘yoqlari, jumladan metilen ko‘ki, past mikromolyar konsentratsiyalarda bu birlashishni to‘sadi. Keyingi biokimyoviy ishlar buning kimyoviy izohini berdi: bo‘yoq taudagi sistein qoldiqlarini oksidlaydi, bu esa monomer shaklini barqarorlashtiradi va aks holda o‘sib boradigan fibrillalar hosil bo‘lishini susaytiradi. Tau agregatsiyasini ingibitsiya qilishi qayd etilgan konsentratsiyalar taxminan bir xonali qiymatlardan o‘nliklarning past qiymatlarigacha bo‘lgan mikromolyar oraliqda joylashadi. Bu oraliq keyingi barcha muhokamalar uchun muhim.

Bu qanday da’vo ekaniga e’tibor bering. U tau hosil bo‘lishi, tirik miyadagi tau fosforlanishi yoki tauning chiqarib tashlanishi haqida hech narsa demaydi. U probirkadagi belgilangan sharoitlarda oksidlangan bo‘yoq tau molekulalarining ustma-ust birikishiga yo‘l qo‘ymasligini bildiradi. Bu aniq, tor doiradagi va foydali natija. Muammo ushbu natija metilen ko‘ki tau patologiyasini bartaraf etadi, degan umumiy xulosaga aylantirilganda boshlanadi, chunki hayvonlardan olingan ma’lumotlar bu talqinni qo‘llab-quvvatlamaydi.

Proteasoma haqidagi natija 3xTg-AD sichqonlariga tegishli bo‘lib, amiloidni taudan ajratib ko‘rsatdi

Yakuniy ko‘rsatkichlar o‘rtasidagi farqni eng aniq ko‘rsatgan tajriba — Altsgeymerga aloqador uchta mutatsiyani tashuvchi sichqonlarda o‘tkazilgan 16 haftalik oziqlantirish tadqiqoti. Hayvonlar olti oylikdan boshlab metilen ko‘ki qo‘shilgan ozuqa iste’mol qilgan, tadqiqotchilar esa bir vaqtning o‘zida uch narsani o‘lchagan: proteasoma, amiloid darajalari va tau.

Proteasoma ko‘rsatkichlari o‘zgardi. Ximotripsinga o‘xshash faollik taxminan chorakka, tripsinga o‘xshash faollik esa taxminan yarmiga oshdi, uchinchi katalitik faollik esa sezilarli o‘zgarmadi. Eruvchan amiloid-beta 40 va 42 miqdorining har biri taxminan chorakka kamaydi. Mualliflar buni hosil bo‘lishning kamayishi emas, balki chiqarib tashlashning kuchayishi deb talqin qildilar, chunki prekursor oqsil va undan qayta ishlanish jarayonida hosil bo‘ladigan bo‘laklar o‘zgarmagan. Suv labirintidagi tekshiruv sinovida esa o‘rganish va xotira yaxshilangan.

Ammo boshqa ko‘rsatkichlar bu o‘zgarishlarga ergashmadi. Erimaydigan amiloid o‘zgarmadi. Pilakchalarni bo‘yash natijalari o‘zgarmadi. Odamga xos umumiy tau va treonin 181 dagi fosfo-tau o‘zgarmadi, tauning noto‘g‘ri joylashuvi ham o‘zgarmadi. Mitoxondrial ko‘rsatkichlar ham o‘zgarmadi: sitoxrom-c oksidaza faolligi, oksidaza oqsili yoki ATPga sezilarli ta’sir kuzatilmadi. Demak, ushbu modelda va ushbu qo‘llash rejimida metilen ko‘ki proteasomaning uchta faolligidan ikkitasini oshirgan, eruvchan amiloidni kamaytirgan, xulq-atvor ko‘rsatkichini tiklagan, ammo tau ko‘rsatkichlari, erimaydigan amiloid va tekshirilgan mitoxondrial ko‘rsatkichlarni o‘z holicha qoldirgan.

Bir cheklov bu xulosani zaiflashtirmaydi, aksincha aniqlashtiradi. Bu sichqonlarda tekshirilgan yoshda hali tau agregatlari hosil bo‘lmagan edi, shuning uchun tajriba metilen ko‘ki tau chigallariga qarshi samarasiz ekanini ko‘rsata olmaydi. U o‘lchangan tau ko‘rsatkichlari o‘zgarmagan holda eruvchan amiloid kamayishi mumkinligini ko‘rsatadi. Aynan shunday — bir oqsil o‘zgargan, boshqasi o‘zgarmagan — natija bu mavzu uchun zarur. Agar siz metilen ko‘ki proteasomani faollashtirish orqali kasallikka xos ikkala asosiy oqsilni birgalikda chiqarib tashlaydi, deb o‘ylagan bo‘lsangiz, ushbu tadqiqot bu qarashga tuzatish kiritadi.

Amiloid hosil bo‘lishi haqidagi natija qarigan PSAPP sichqonlariga tegishli bo‘lib, oldingi mexanizmga zid keladi

Boshqa tadqiqot guruhi, boshqa model va jarayonning oldingi bosqichiga oid qarama-qarshi izoh. 15 oylik PSAPP sichqonlarida zond orqali yuborish bilan o‘tkazilgan uch oylik tadqiqotda kuniga og‘iz orqali berilgan 3 mg/kg doza miya hududlaridagi pilakchalar miqdorini taxminan uchdan biridan yarmigacha kamaytirgan va bir nechta amiloid fraksiyasini, jumladan maxsus sinov bilan o‘lchangan oligomerlarni kamaytirgan. Ammo bu yerda taklif etilgan mexanizm tezroq chiqarib tashlash emas, balki hosil bo‘lishning kamayishi edi: miyadagi BACE1 oqsili kamaygan, uning mahsuloti C99 kamaygan, axborot RNKsi esa kamaymagan. Bu gen ifodalanishining pasayishidan ko‘ra oqsil darajasidagi ta’sirni ko‘rsatadi.

Hujayralarda olib borilgan ishlar bu talqinni mustahkamladi. Rekombinant ferment bilan o‘tkazilgan hujayrasiz sinovda metilen ko‘ki BACE1ni bevosita ingibitsiya qilgan. Odam amiloid prekursor oqsilini ifodalovchi xomyak tuxumdon hujayralarida esa ajralib chiqadigan amiloid 40 va 42 miqdori hatto 1.56 mikromolyar konsentratsiyada ham kamaygan, prekursorning o‘zi esa o‘zgarmagan. Buni oldingi tadqiqot bilan solishtiring: unda prekursorni qayta ishlashdan hosil bo‘ladigan bo‘laklar o‘zgarmagan va natija chiqarib tashlashga bog‘langan edi. Ikkalasi bir xil universal mexanizmni ifodalay olmaydi, chunki modellar, yoshlar, dozalar, yuborish yo‘llari va davomiyliklar farq qiladi. Asosiy nuqta shunda. Metilen ko‘kining amiloidga ta’siri bir tajriba sharoitida uning hosil bo‘lishi orqali, boshqasida esa chiqarib tashlanishi orqali yuz beradi. Bu natijalardan birini uning sharoitlarini ko‘rsatmasdan keltirish chalg‘itadi.

Bitta kimyoviy jarayon, bir nechta nishon: sistein oksidlanishining bog‘lovchi roli

Tadqiqotlarning yana bir yo‘nalishi yagona oksidlanish-qaytarilish jarayoni qanday qilib bir-biriga aloqasiz oqsillarga oid natijalarda namoyon bo‘lishini tushuntiradi. Kaspaza ingibitsiyasi bo‘yicha biokimyoviy tadqiqotda metilen ko‘ki kaspaza-6 ning katalitik sisteinini sulfen kislotagacha oksidlab, uni faolsizlantirgan. Bu mass-spektrometriya bilan tasdiqlangan, yarim maksimal ta’sir konsentratsiyasi esa taxminan 10.6 mikromolyar bo‘lgan. Kaspaza-3 ham shunga yaqin konsentratsiyada ingibitsiya qilingan. Mualliflar buni tau haqidagi adabiyotlar bilan bevosita bog‘laganlar: tauni monomer holatda saqlaydi deb taklif etilgan o‘sha sisteinni oksidlovchi jarayon sistein proteazasini ham faolsizlantirishi mumkin, ta’sir qiluvchi konsentratsiyalar esa bir-biriga mos keladi.

Bu nafis izoh bo‘lishi bilan birga ogohlantirish hamdir. Ochiq sistein qoldiqlarini oksidlaydigan, oksidlanish-qaytarilish faolligiga ega molekula har qanday faol konsentratsiyada bittadan ortiq nishonga ta’sir qiladi. Tau agregatlarini parchalash haqidagi natijalar, kaspaza haqidagi natijalar va ehtimol boshqa natijalar bir xil kimyoviy harakatni turli obyektlarga tatbiq etadi. Harakatning umumiyligi natijalarni o‘zaro almashtirish mumkinligini anglatmaydi. Bu qaysi nishon muhimligini doza va sharoit belgilashini, shuningdek, sisteinga bog‘liq bitta jarayonga qaratilgan uzoq muddatli qo‘llash boshqa jarayonlarga ham ta’sir qilishi mumkinligini bildiradi. Kaspaza tadqiqoti mualliflari bu masalani bevosita ko‘targanlar. Metilen ko‘kining oksidlanish-qaytarilish kimyosi o‘z nishonlarini qanday tanlashi, proteasoma faollashishi boshqa agregatlangan oqsillar uchun nimani anglatishi va uzoq muddatli qo‘llash nishonlar profilini o‘zgartiradimi kabi tegishli savollarning har biri alohida ko‘rib chiqishga loyiq.

Yakuniy ko‘rsatkichlar bo‘yicha mexanizmlar: qaysi natija qaysi modelga tegishli

Jadvalni qatorlar bo‘yicha o‘qisangiz, xulosa ravshanlashadi. Hech bir qatorda barcha ustunlar bo‘ylab o‘zgarish yo‘q. Amiloid hosil bo‘lishiga oid eng kuchli natija proteasomani umuman tekshirmagan tadqiqotdan olingan. Proteasomaga oid eng kuchli natija esa prekursorning qayta ishlanishi mutlaqo o‘zgarmagan tadqiqotdan olingan. Tau haqidagi natija asosan probirkalarga va mo‘ljallanmagan fermentlarga ham ta’sir qiladigan umumiy kimyoviy jarayonga tegishli. Bu ustunlarni metilen ko‘ki patologik oqsillarni butun bir sinf sifatida chiqarib tashlaydi, degan yagona da’voga birlashtirgan kishi hech qachon o‘tkazilmagan tajriba haqida sharh yozayotgan bo‘ladi.

Bu aniqlik bemorlar masalasiga ham taalluqli. Ushbu mexanizmlar birgalikda klinik foyda beradimi — bu o‘z sinovlari va o‘z xulosalariga ega alohida savol. Unga javob bu yerda emas, Altsgeymer bo‘yicha klinik dalillar bo‘limida beriladi.