Holesterol u velikoj meri povećava toksičnost peptida koji je umešan u napredovanje Alchajmerove bolesti, prema istraživanju naučnika na Odeljenju za biohemiju i biofiziku na Teksaškom A&M koledžu za poljoprivredu i životne nauke.
Studija „Lipidi na jedinstven način menjaju sekundarnu strukturu i toksičnost amiloidnih beta 1–42 agregata“, koju su uradili dr Dmitrij Kuruski, i istraživači Kiril Žaljazka i Mihail Matjejenka, objavljena je u časopisu FEBS.
„Studija je otkrila da određeni lipidi mogu povećati toksičnost amiloidnih beta peptida, za koje se smatra da igraju ulogu u razvoju Alchajmerove bolesti“, rekao je Kuruski, docent i primarni istraživač studije, Brian-College Station. „Konkretno, otkrili smo da interakcija između beta amiloida i lipida može izazvati stvaranje malih, toksičnih klastera zvanih oligomeri.“
Pored toga, studija je pokazala da ovi lipidi mogu promeniti osnovni oblik, ili sekundarnu strukturu, amiloidnih beta peptida, što može dodatno povećati njihovu toksičnost.
„Ovo pruža novi uvid u mehanizme koji stoje iza toksičnih efekata amiloida beta u mozgu“, rekao je Kurouski.
On je rekao da rezultati studije pokazuju snažnu vezu između Alchajmerove bolesti i promene u lipidnom sastavu neuronskih membrana, na šta, zauzvrat, može uticati ishrana osobe.
Alchajmerova bolest uzrokuje da se mozak smanji i da moždane ćelije na kraju umru. To je najčešći uzrok demencije—postepeni pad pamćenja, razmišljanja, ponašanja i društvenih veština—koji utiče na ukupnu sposobnost osobe da funkcioniše.
Alchajmerovu bolest karakterišu fragmenti proteina koji se nazivaju amiloid beta, koji se talože u prostorima između nervnih ćelija. Ovi proteinski fragmenti mogu da se zgrudavaju i formiraju amiloidne plakove za koje se smatra da su faktor u nastanku senilnosti.
„Dok precizni mehanizmi koji leže u osnovi Alchajmerove bolesti nisu u potpunosti shvaćeni, postoje dokazi koji ukazuju na to da nakupljanje amiloidnih beta peptida u mozgu igra ulogu u razvoju bolesti“, rekao je Kuroski. „Konkretno, smatra se da agregacija beta amiloida u plakove može poremetiti komunikaciju između neurona i na kraju dovesti do smrti ćelije.“
On je rekao da je odnos između amiloidnih beta plakova i Alchajmerove bolesti složen, a smatra se da su uključeni i drugi faktori kao što su upala i akumulacija drugog proteina zvanog tau.
„Poznato je da amiloidni peptidi, uključujući amiloid beta, stupaju u interakciju sa lipidima u mozgu“, rekao je Kurouski. „Ove interakcije mogu igrati ulogu u formiranju amiloidnih plakova i patologiji Alchajmerove bolesti.“
Iako svi amiloidni peptidi nisu nužno u interakciji sa lipidima u mozgu, studija je otkrila da su oligomeri formirani u prisustvu lipida toksičniji od drugih oblika amiloida beta.
„Ovo sugeriše da bi interakcija mogla biti posebno važna u pogledu štetnih efekata amiloida beta kod Alchajmerove bolesti“, rekao je on.
Studija je pokazala da tri različita lipida — fosfatidilholin, kardiolipin i holesterol — snažno ubrzavaju stopu formiranja fibrila u poređenju sa brzinom agregacije beta amiloida kada nisu bili prisutni lipidi. Takođe je pokazalo da je kardiolipin omogućio najjače ubrzanje agregacije beta amiloida.
Štaviše, fosfatidilholin, kardiolipin i holesterol su svaki jedinstveno promenili sekundarnu strukturu ranih, srednjih i kasnih amiloidnih beta agregata, rekao je Kurouski.
„Konkretno, kardiolipin i holesterol su drastično povećali količinu amiloidnih beta oligomera i fibrila koji se uzgajaju u prisustvu ovih lipida“, rekao je on. „Ovo je izazvalo značajno povećanje toksičnosti u poređenju sa toksičnošću agregata formiranih u okruženju bez lipida.“
Kurouski je rekao da su im rezultati omogućili da zaključe da sekundarna struktura amiloidnih beta fibrila direktno zavisi od lipida prisutnog u rastvoru proteina nakon njihovog formiranja.
Takođe je rekao da postoje dokazi koji ukazuju na to da faktori ishrane mogu uticati na sastav lipida neuronskih membrana.
„U konvergenciji ishrane i zdravlja ljudi, ishrana koja ograničava količinu holesterola, posebno holesterola lipoproteina niske gustine, i fosfolipida može biti važna u smanjenju sposobnosti ovih lipida da reaguju sa amiloidnim beta peptidima“, rekao je on.
Kuruski je rekao da je istraživanje pokazalo da su se određene masti u ishrani, kao što su omega-3 masne kiseline, pokazale važnima za održavanje integriteta i funkcije neuronskih membrana.
„Pored toga, studije su pokazale da intervencije u ishrani, kao što je ograničenje kalorija, mogu promeniti sastav lipida neuronskih membrana na životinjskim modelima.“
On je rekao da rezultati studije takođe mogu podržati ideju da terapeutici budu usmereni ne na sam amiloid beta peptid, kao što je do sada urađeno, već konkretnije na interakcije između lipida i amiloidnih beta peptida.
„Takve interakcije dovode do stvaranja visoko toksičnih proteinsko-lipidnih kompleksa koji su daleko toksičniji od samih amiloidnih beta oligomera“, rekao je on.
Kuruski je rekao da je jedno ograničenje studije to što je sprovedena u testovima zasnovanim na ćelijama, a ne u živim organizmima, tako da nije jasno kako će se nalazi prevesti na složeno okruženje mozga. Pored toga, istraživanje je istraživalo samo ograničen broj lipida, tako da je moguće da i druge vrste lipida mogu igrati ulogu u štetnim efektima amiloida beta.
„Sledeći korak studije je dalje istraživanje osnovnih molekularnih mehanizama interakcije između amiloidnih beta peptida i lipida“, rekao je Kurouski.
Rekao je da bi demonstriranje veze između toksičnosti i progresije Alchajmerove bolesti zahtevalo opsežna testiranja na ljudima. Međutim, pre nego što se takve studije mogu sprovesti, trebalo bi da se sprovedu pretkliničke studije na životinjskim modelima kako bi se utvrdila bezbednost i efikasnost bilo koje potencijalne terapijske intervencije.
„Važno je napomenuti da iako ova studija pruža dragocen uvid u ulogu interakcije lipida u amiloidnoj beta toksičnosti, potrebno je dodatno istraživanje pre nego što se može razviti bilo kakva klinička primena“, rekao je Kuroski.
