Бактерия, причинител на язва на стомаха, може да предпазва от Алцхаймер

Учени откриват, че част от протеин на бактерията Helicobacter pylori , която е известна с това, че причинява язва на стомаха, може да предотврати натрупването на амилоидни плаки и тау протеини – основни причини за развитието на болест на Алцхаймер.

Моноклоналните антитела не премахват натрупания тау протеин при пациенти с Алцхаймер

Двата протеина амилоид бета и тау водят до натрупване на лепкави плаки от външната страна на мозъчните клетки, което нарушава комуникацията между тях. Тау се натрупва вътре в самите клетки под формата на възли, които се оплитат. Крайният резултат е смърт на невроните. Именно тези плаки и възли са обичайни признаци за развитието на болест на Алцхаймер.

Повлияни от тази теория, учените започват да търсят методи за премахване на въпросните натрупвания в мозъка и създават моноклонални антитела, които обаче са ефективни само в ранния стадий на заболяването. Те не могат да възстановят увредените мозъчни клетки и крият риск от подуване или кървене в мозъка. Не на последно място, моноклоналните тела са насочени единствено към амилоид бета протеина, не и към тау.

Настоящото изследване на биохомика от Karolinska Institutet Джефай Чен и колегите му разкрива нова, непозната досега причина за невродегенеративната болест – протеин в бактерията Helicobacter pylori, която причинява язва на стомаха. Според екипа протеинът може да попречи на натрупването както на амилоид бета, така и на тау.

Роля на протеина на бактерията Helicobacter pylori

Първоначално учените имат за цел да открият как бактерията H pylori взаимодейства с другите микроби. По време на своето проучване те забелязват, че някои патогени образуват защитни биофилми, които използват амилоидните групи като скеле. Тяхното откритие повдига въпроса: Може ли бактерията H pylori да повлияе на бактериалните биофилми и да попречи на натрупването на амилоидни плаки?

Фрагментът CagAN спира почти изцяло натрупването на амилоидни плаки

Биохимиците насочват вниманието си към протеина на H pylori CagA. Част от него (област C-terminal) има пагубно действие върху човешките клетки, но друга част (област N-terminal) има защитна функция. Изненадващо, фрагментът N-terminal от протеина, наречен CagAN, ограничава натрупването на амилоидни плаки и биофилми от два вида бактерии Escherichia coli и Pseudomonas.

Окуражени от резултатите, изследователите тестват дали същият този фрагмент не би могъл да предотврати натрупването на човешки амилоид бета протеини. За целта те създават амилоид бета молекули в лабораторни условия, след което обработват някои от тях с полезния фрагмент CagAN, а други не. В края на изследването учените проследяват образуването на амилоидни плаки с помощта на флуоресцентен четец и електронен микроскоп.

От резултатите става ясно, че обработените молекули образуват значително по-малко амилоидни плаки. Дори в много ниски дози, CagAN почти изцяло спира тяхното натрупване.

За да разберат как действа фрагментът CagAN, учените използват ЯМР, който показва взаимодействието между протеина и амилоид бета протеините. С помощта на компютърно моделиране те изследват възможните механизми и установяват, че CagAN предотвратява не само амилоидните, но и тау натрупванията. Това означава, че фрагментът има комплексно действие върху различни протеини, които причиняват болест на Алцхаймер.

Бактерии в борбата с диабет тип 2 и болест на Паркинсон?

Въз основа на направените открития, екипът заключава, че бактериалните протеини могат да спрат развитието на болест на Алцхаймер още в начален стадий и да помогнат на пациенти с други заболявания.

Допълнителните експерименти, които провеждат, показват, че някои бактериални фрагменти блокират натрупването и на протеина IAPP, който причинява диабет тип 2, и алфа-синуклеин, който причинява болестта на Паркинсон. И двете заболявания се дължат на натрупване на токсични амилоидни плаки.

Специалистите от Karolinska Institutet успяват да разберат и начина, по който CagAN блокира натрупването на амилоид бета и тау протеини, а именно чрез предотвратяване групирането на протеини и на малки, незрели амилоидни струпвания.

Все пак изследователите уточняват, че проучването е в ранна фаза, а всички експерименти са проведени в лабораторна среда, не върху животни и хора.

Бъдещи проучвания

Екипът споделя, че следващата крачка е да изследва механизма на действие на бактериалния протеин в детайли и да оцени ефекта му върху животински модели. Това означава, че ще е необходим по-прецизен и индивидуален подход. Според учените, вместо да се унищожават напълно с прием на антибиотици, би било добре да се проучи кои бактериални фрагменти са полезни и кои вредни при пациенти с различни заболявания.

Прецизирането на терапевтичните подходи е неразривно свързано с бързоразвиващата се медицина. След години може да се окаже, че заличаването на даден патоген изцяло не е най-доброто решение, тъй като части от него имат потенциала да ни предпазват от болести.