Alzheimerova choroba je neurodegenerativní onemocnění, při kterém postupně odumírají nervové buňky (neurony) v určitých částech mozku, což vede k postupné ztrátě paměti, myšlení a schopnosti se o sebe postarat.
Před degenerací dochází v neuronech k molekulárním změnám některých proteinů. Jedním z klíčových je protein tau, přesný důsledek časných molekulárních změn však dosud nebyl dobře znám.
Ochranný „obal“, který se rozpadá
Protein tau se, stejně jako mnoho dalších proteinů, váže na tzv. mikrotubuly, vlákna tvořící vnitřní „kostru“ buňky, a vytváří ochranný obal mikrotubulů, čímž je chrání před rozkladem.
V nové studii popsali vědci ze dvou ústavů Akademie věd ČR, Univerzity Karlovy a Francie na molekulární úrovni, jak chemická modifikace proteinu tau (fosforylace) narušuje tvorbu, soudržnost i ochrannou funkci proteinových obalů tau, což vede k rychlejšímu rozpadu mikrotubulů.
„Naše výsledky ukazují, že jakmile se protein tau fosforyluje, ochranné obaly, které vytváří kolem mikrotubulů, ztrácejí schopnost je účinně chránit a stávají se náchylnější k narušení,“ vysvětluje Valerie Siahaan, první autorka studie z Biotechnologického ústavu AV ČR.
Poškození začíná dříve, než se čekalo
Klíčovým zjištěním studie je, že mikrotubuly se mohou začít rozpadat ještě předtím, než se protein tau zcela odpojí z vláken mikrotubulů. Tento krok se dosud považoval za zásadní při rozvoji onemocnění.
„Naše studie však dokazuje, že samotná fosforylace narušuje vnitřní soudržnost obalů tau a vytváří v nich „díry“, jimiž mohou pronikat enzymy štěpící mikrotubuly. Destabilizace mikrotubulů tak začíná dříve, než se fosforylovaný tau úplně odpoutá od jejich povrchu a začne se hromadit v neuronech,“ upřesňuje nový pohled na počátek vzniku neurodegenerativních onemocnění Martin Balaštík, jeden z korespondenčních autorů z Fyziologického ústavu AV ČR.
Nový pohled na rané fáze Alzheimerovy choroby
Zjištění nabízí nové vysvětlení jednoho z průvodních znaků Alzheimerovy choroby, rozpadu mikrotubulů v neuronech. Ukazuje se, že k jejich poškození může docházet už v rané fázi ztrátou ochranné funkce tau, nikoli až při jeho úplném uvolnění nebo tvorbě velkých proteinových agregátů (neurofibrilárních klubek), typických pro pozdější stádia onemocnění.
Odhalením mechanismu, kterým fosforylace tau podkopává ochranu mikrotubulů, studie otevírá nové možnosti výzkumu raných mechanismů Alzheimerovy choroby i příbuzných poruch – a potenciálně i cesty k léčebným strategiím zaměřeným na zachování stability neuronů.
Práce vznikla v rámci mezinárodní spolupráce mezi vědci z Biotechnologického ústavu AVČR, Fyziologického ústavu AV ČR, Univerzity Karlovy v Praze a Institutem Curie ve Francii a byla publikována časopise Nature Chemical Biology.
Reference: Siahaan V., Weissova R., Karhanova A., Lanska E., Ruiz-Estrada M. J., Pukajova B., Dostal V., Henriot V., Janke C., Libusova L., Braun M., Balastik M., and Lansky Z. Tau phosphorylation impedes functionality of protective tau envelopes. Nat Chem Biol (2026). IF = 15,7; DOI: 10.1038/s41589-025-02122-9
Zdroj: Fyziologický ústav AV ČR
