Insights sobre a Diferença de Tau na Paralisia Supranuclear Progressiva
Nova pesquisa destaca o papel da tau nos danos às células cerebrais.
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Índice
- O Mistério do Espalhamento da Tau e a Perda de Sinapses
- O Problema com os Agregados de Tau
- O Papel das Células Gliais na PSP
- Observações de Amostras Cerebrais de PSP
- Investigando Tau e Sinaptogirina-3
- Procurando Tau Oligomérica
- Astrócitos e Engulfamento de Sinapses
- Analisando Amostras Cerebrais para Proteínas
- Estudando Tecido Cerebral Humano Vivo
- Conclusão: Implicações para Futuros Tratamentos
- Fonte original
A Paralisia Supranuclear Progressiva, ou PSP, é uma doença cerebral que piora com o tempo. Ela afeta principalmente os movimentos das pessoas, o equilíbrio, o pensamento e o comportamento. Na PSP, uma proteína chamada TAU se acumula no cérebro. Essa acumulação acontece em uma ordem e padrão específicos conforme a doença avança. As áreas do cérebro com muito tau mostram perda de conexões entre as células cerebrais, conhecidas como Sinapses. Quanto mais sinapses são perdidas, mais graves se tornam os sintomas da doença.
Os pesquisadores estão tentando descobrir como a tau se espalha pelo cérebro e como ela causa a perda de sinapses. Uma hipótese é que diferentes áreas do cérebro podem ser mais ou menos afetadas pela tau, levando a uma sequência de acúmulo. Há evidências fortes de que a tau danificada pode se mover fisicamente pelo cérebro, se espalhando para outras áreas. Em estudos com camundongos, foi mostrado que a tau consegue se mover entre regiões cerebrais conectadas, sendo liberada de uma sinapse e absorvida por outra.
Quando os pesquisadores estudaram o cérebro de pacientes com PSP, descobriram que a tau estava presente nas sinapses. Eles perceberam que a tau poderia interferir nas funções normais das células cerebrais. Isso pode causar problemas na transmissão de sinais, afetando o funcionamento do cérebro. Entender como a tau se espalha e causa perda de sinapses é importante para desenvolver novos tratamentos que possam retardar a doença.
O Mistério do Espalhamento da Tau e a Perda de Sinapses
Apesar de sabermos que a tau tem um papel chave na PSP, os detalhes de como ela se espalha e leva à perda de sinapses ainda são incertos. Uma teoria é que certas regiões do cérebro são mais propensas ao acúmulo de tau devido a fatores locais. No entanto, também há evidências fortes que sugerem que a tau se move pelo cérebro. Em modelos de camundongos, os pesquisadores observaram que a tau poderia se espalhar entre as áreas do cérebro através das conexões feitas pelos neurônios.
Por exemplo, em camundongos com uma forma mutante específica da tau, a patologia da tau se moveu de uma região para outra, afetando até áreas que não produziam tau inicialmente. Em outro estudo, os pesquisadores injetaram tecido cerebral de pacientes de PSP em camundongos e descobriram que isso levou ao acúmulo e ao espalhamento da tau nos cérebros dos camundongos.
Usando técnicas de imagem avançadas, os pesquisadores estudaram a tau na doença de Alzheimer, outra condição relacionada à tau. Eles descobriram que um tipo particular de tau, conhecido como tau oligomérico, tende a se acumular nas sinapses. Isso sugere que a tau pode se espalhar entre neurônios conectados, o que poderia ajudar a explicar como a tau contribui para a morte e disfunção das células cerebrais.
O Problema com os Agregados de Tau
Embora os agregados de tau, como os emaranhados neurofibrilares, sejam frequentemente associados às tauopatias, eles podem não ser a principal causa da morte celular. Pesquisas indicam que formas menores e solúveis de tau podem ser mais prejudiciais. Essas formas menores de tau podem causar danos precoces às sinapses, levando à perda de neurônios e são mais propensas a se espalhar do que os agregados maiores.
Uma maneira potencial que a tau causa danos é se ligando a proteínas que ajudam na liberação de neurotransmissores. Em pacientes com Alzheimer e em animais de laboratório, a tau foi encontrada perto de uma proteína chamada sinaptogirina-3. Reduzir os níveis de sinaptogirina-3 mostrou proteger as sinapses de danos e perda de memória, indicando que bloquear a interação entre tau e sinaptogirina-3 pode ser uma estratégia de tratamento promissora.
O Papel das Células Gliais na PSP
Outro caminho potencial para a perda de sinapses envolve as células gliais, que incluem Astrócitos e microglia. Essas células são cruciais para manter a saúde do cérebro e ajudar no desenvolvimento de circuitos. Observações recentes em pessoas com Alzheimer mostram que astrócitos e microglia tendem a engolir sinapses, o que pode contribuir para a perda sináptica. Por exemplo, sinapses que contêm tau fosforilada têm mais chances de serem engolidas por astrócitos.
Na PSP, embora haja uma atividade significativa de células gliais, não se sabe muito sobre como elas interagem com as sinapses. Os pesquisadores estão investigando se as células gliais também podem contribuir para a perda de sinapses na PSP, engolindo sinapses que contêm tau danificada.
Observações de Amostras Cerebrais de PSP
Em um esforço para estudar a tau na PSP, os pesquisadores analisaram o tecido cerebral de pessoas que tinham PSP. Eles usaram técnicas especiais de imagem para examinar onde a tau estava localizada dentro das sinapses. Eles descobriram que a presença de tau fosforilada era maior nas sinapses dos cérebros de PSP em comparação com controles saudáveis.
Isso significa que o acúmulo de tau nas sinapses é uma característica significativa na PSP. Os pesquisadores também descobriram que a tau estava mais presente na substância negra, uma área do cérebro que é a primeira afetada pela doença, em comparação com outras áreas como o córtex frontal. O aumento da presença de tau nas sinapses pode explicar alguns dos sintomas cognitivos e motores observados nos pacientes.
Investigando Tau e Sinaptogirina-3
Para ver se a tau se liga à sinaptogirina-3 nos cérebros humanos, os pesquisadores pegaram seções do cérebro de pacientes com PSP e procuraram a colocalização de tau e sinaptogirina-3. Eles descobriram que, de fato, houve um aumento notável na porcentagem de sinapses que tinham tanto tau quanto sinaptogirina-3 presente nos casos de PSP em comparação com controles saudáveis.
Isso apoia ainda mais a ideia de que a tau tem um papel significativo em interromper a função sináptica. Quanto maior a presença de tau, mais parecia interferir na função normal do cérebro e contribuir para a progressão da doença.
Procurando Tau Oligomérica
Além de estudar a tau regular, os pesquisadores analisaram a tau oligomérica no córtex frontal, uma região tipicamente afetada mais tarde na doença. Eles esperavam que, se a tau se espalhasse através das sinapses, a encontrariam com mais frequência em áreas menos afetadas pela doença. Eles descobriram que, no córtex frontal de pacientes com PSP, realmente houve um aumento de tau oligomérica tanto nas áreas pré-sinápticas quanto nas pós-sinápticas, indicando que a tau poderia estar se espalhando através das sinapses.
Curiosamente, conforme os níveis de tau oligomérica aumentaram, os pesquisadores notaram que as sinapses mostravam sinais de dano. Isso sugere que a tau oligomérica é prejudicial para as sinapses e pode contribuir para a neurodegeneração geral associada à PSP.
Astrócitos e Engulfamento de Sinapses
Para explorar o papel dos astrócitos na PSP, os pesquisadores examinaram se havia um aumento da atividade dos astrócitos em torno das sinapses. Eles descobriram que os astrócitos nos cérebros de PSP estavam mais propensos a se envolver com as sinapses, sugerindo que estavam engolindo-as.
Esse engolfamento sináptico não era apenas um sinal da doença em estágio final, mas um aspecto significativo que pode contribuir para os sintomas da doença. A presença de tau foi encontrada como um fator nesse processo, indicando que a tau poderia induzir a atividade dos astrócitos que leva à perda de sinapses.
Analisando Amostras Cerebrais para Proteínas
Além de trabalhar com tecido cerebral, os pesquisadores investigaram as proteínas presentes na substância negra e no córtex frontal de pacientes com PSP. Eles utilizaram técnicas para isolar proteínas sinápticas e analisar mudanças em comparação com cérebros saudáveis. Essa análise revelou alterações em várias proteínas relacionadas à função sináptica, inflamação e metabolismo.
Notavelmente, enquanto algumas proteínas sinápticas foram encontradas em níveis mais baixos, outras aumentaram, indicando que o cérebro pode tentar compensar os danos causados pela tau. Entender essas mudanças pode dar insights sobre as vias biológicas afetadas pela PSP, incluindo aquelas envolvidas na inflamação e sinalização sináptica.
Estudando Tecido Cerebral Humano Vivo
Para avaliar como a tau afeta o tecido cerebral humano vivo, os pesquisadores desenvolveram um modelo usando fatias de cérebro doadas. Eles expuseram essas fatias à tau derivada de cérebros de PSP e observaram os efeitos. As fatias tratadas com tau mostraram níveis aumentados de proteínas sinápticas e sinais de absorção de tau.
Essa descoberta é significativa porque sugere que a tau pode se mover de uma sinapse para outra em tecido cerebral vivo, apoiando ainda mais a ideia de que a tau se espalha. Além disso, a presença de astrócitos aumentou junto com a exposição à tau, indicando uma ligação entre a patologia da tau e a atividade astrocitária.
Conclusão: Implicações para Futuros Tratamentos
A pesquisa sobre PSP revela insights significativos sobre como a tau se espalha e causa danos às conexões cerebrais. O acúmulo de tau dentro das sinapses é uma característica chave da doença, impactando a função cerebral. Encontrar maneiras de parar o espalhamento da tau ou proteger as sinapses pode levar a opções de tratamento promissoras para quem é afetado pela PSP.
Ao entender a conexão entre tau e perda sináptica, assim como o papel das células gliais no processo, os pesquisadores podem explorar novas avenidas para terapias. Este estudo destaca a importância de direcionar a tau em tratamentos para PSP, já que ela pode desempenhar um papel crítico em retardar a progressão da doença e melhorar a qualidade de vida dos pacientes.
Título: Evidence for trans-synaptic propagation of oligomeric tau in Progressive Supranuclear Palsy
Resumo: In the neurodegenerative disease Progressive Supranuclear Palsy (PSP), tau pathology progresses through the brain in a stereotypical spatiotemporal pattern, and where tau pathology appears, synapses are lost. We tested the hypothesis that tau pathology spreads between brain regions in PSP by moving from pre- to post-synapses. Sub-diffraction-limit microscopy of human post-mortem brain samples revealed that oligomeric tau is present in synaptic pairs in PSP, with an 80-fold increased chance of post-synapses containing tau when they oppose a tau-containing pre-synapse. In living human brain slice cultures, PSP-derived oligomeric tau was taken up by post-synapses. Synaptic engulfment by astrocytes was observed in both post-mortem brain and human brain slice cultures challenged with PSP-derived tau. These data indicate that tau pathology spreads via synapses in PSP and that astrocytes contribute to synapse loss. Targeting synaptic tau and astrocyte-mediated phagocytosis of synapses are promising targets for attenuating synaptic loss and pathology propagation in PSP.
Autores: Tara L Spires-Jones, R. McGeachan, L. Keavey, J. L. Rose, E. M. Simzer, Y. Y. Chang, M. Gillmore, N. Ravingerova, C. Scutariu, L. Taylor, J. Rose, D. King, M. Tzioras, J. Tulloch, S. Booker, I. Liaquat, N. Hindley-Pollock, B. Geary, C. Smith, P. M. Brennan, C. S. Durrant
Última atualização: 2024-02-12 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2022.09.20.22280086
Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2022.09.20.22280086.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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