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# Biologia# Neurociência

Novas Descobertas sobre a Acumulação de Tau na Doença de Alzheimer

Pesquisas mostram que o acúmulo de tau ao redor dos vasos sanguíneos pode afetar a progressão do Alzheimer.

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A doença de Alzheimer é uma condição que afeta muita gente, causando perda de memória, confusão e mudanças de comportamento. Uma das suas principais características é o acúmulo de uma proteína chamada TAU no cérebro. Esse acúmulo forma estruturas conhecidas como Emaranhados Neurofibrilares (NFTs), que estão intimamente ligadas à gravidade da doença e à rapidez com que ela avança. Estudar como a tau se acumula e por que certas células do cérebro são mais afetadas que outras é fundamental para entender a doença de Alzheimer.

O Papel da Proteína Tau

A tau é uma proteína que ajuda a estabilizar estruturas nas células do cérebro. Mas quando a tau é modificada após sua produção, especialmente por um processo chamado fosforilação, ela costuma formar grumos. Esses grumos são o que chamamos de emaranhados neurofibrilares. Na doença de Alzheimer, a forma como a tau se agrega varia em diferentes áreas do cérebro, e é evidente que a disposição das estruturas cerebrais tem um grande papel no desenvolvimento da patologia tau.

Curiosamente, a tau não está apenas dentro das células do cérebro; uma parte dela também pode ser encontrada fora, nos espaços entre as células. Essa tau pode ser medida em fluidos ao redor do cérebro e também no sangue, o que sugere como ela se espalha pelo cérebro.

Investigando Vasos Sanguíneos e Tau

Uma das ideias que os pesquisadores propuseram é que os vasos sanguíneos no cérebro podem ajudar a remover a tau. O cérebro tem vários sistemas para se livrar de resíduos e transportar proteínas. Alguns desses sistemas conectam os espaços onde se encontra o líquido cerebral (chamado líquido intersticial) ao líquido cerebrospinal, que é o fluido que envolve o cérebro e a medula espinhal. Os vasos sanguíneos também ajudam esses processos, movendo substâncias do cérebro para o sangue.

Quando esses caminhos não funcionam direito, proteínas tóxicas como a tau podem se acumular. Uma condição relacionada, chamada Angiopatia Amiloide Cerebral, envolve o acúmulo de beta-amiloide, outra proteína associada ao Alzheimer, nas paredes dos vasos sanguíneos. Pesquisas anteriores mostraram que, quando o fluxo do líquido cerebrospinal é interrompido, os depósitos de tau aumentam em modelos de camundongos, sugerindo que limpar a tau pelos vasos sanguíneos é importante.

Novas Descobertas sobre a Tau Vascular no Alzheimer

Em um estudo recente, os pesquisadores buscaram tau ao longo dos vasos sanguíneos nos cérebros de pessoas com doença de Alzheimer. Eles queriam descobrir quão perto a acumulação de tau estava dos vasos sanguíneos e se havia uma correlação entre os níveis de tau e a formação de emaranhados nas células do cérebro. Os pesquisadores esperavam ver mais tau fosforilada perto dos vasos sanguíneos, acreditando que problemas em limpar a tau poderiam levar à formação de emaranhados em neurônios próximos.

No entanto, estudar a tau no cérebro apresenta desafios únicos devido à necessidade de capturar imagens de alta resolução de grandes seções de tecido. Avanços recentes em técnicas de imagem permitiram uma melhor visualização da distribuição da tau em relação aos vasos sanguíneos.

O Processo do Experimento

A equipe de pesquisa coletou amostras frescas de tecido cerebral de indivíduos com Alzheimer e de controles saudáveis. Eles usaram vários procedimentos para preparar as amostras. Isso envolveu isolar vasos sanguíneos do cérebro, tratar as amostras para permitir a imagem, e usar técnicas especiais de coloração para visualizar a tau e os vasos sanguíneos.

Os pesquisadores então realizaram testes de anticorpos para procurar diferentes formas de tau nas paredes dos vasos sanguíneos. Eles queriam comparar os níveis de tau em pessoas com Alzheimer com aqueles em indivíduos saudáveis.

Preparação e Análise do Tecido

As amostras do cérebro foram tratadas com uma solução química para fixá-las, enxaguadas para remover excessos químicos, e depois cortadas em seções finas. Essas seções foram tratadas com várias soluções para eliminar gorduras que podem obscurecer a imagem. Depois disso, as seções foram coloridas com anticorpos específicos que se ligam à tau e a marcadores de vasos sanguíneos. O processo de imagem envolveu o uso de técnicas de microcopia avançadas para capturar imagens detalhadas do tecido cerebral.

Uma vez que as imagens foram coletadas, os pesquisadores usaram software para analisar a distribuição da tau em relação aos vasos sanguíneos. Eles segmentaram as imagens para identificar vasos sanguíneos individuais e mediram os níveis de tau perto desses vasos.

Principais Descobertas: Tau em Torno dos Vasos Sanguíneos

A pesquisa revelou que a tau se acumula ao longo dos vasos sanguíneos em indivíduos com doença de Alzheimer. Esse acúmulo era distinto dos emaranhados encontrados dentro dos neurônios. Em vez disso, a tau parecia mais difusa e estava presente nas superfícies de alguns vasos sanguíneos. Em contraste, as amostras de controle de cérebros saudáveis não mostraram esse padrão de acumulação de tau.

Os pesquisadores descobriram que a intensidade da coloração da tau diminuía à medida que a distância da superfície do vaso sanguíneo aumentava. Isso indica que a tau provavelmente é mais abundante perto das superfícies dos vasos em comparação com o tecido ao redor.

Entendendo a Tau Vascular

Para definir melhor as características dessa tau vascular, a equipe estabeleceu um método para estudá-la. Eles usaram software de realidade virtual para traçar e segmentar com precisão vasos sanguíneos individuais nas imagens. Assim, podiam medir os níveis de tau nas superfícies desses vasos de forma mais detalhada.

Eles também examinaram diferentes camadas do cérebro para ver como a tau estava distribuída. Descobriram que o acúmulo de tau estava presente na maioria das camadas corticais, exceto uma. O tamanho médio dos vasos sanguíneos examinados era de cerca de 17 micrômetros, e notaram que a maioria dos vasos positivos para tau eram arteríolas.

Frequência e Distribuição da Tau Vascular

Os pesquisadores quantificaram a coloração da tau ao longo das superfícies dos vasos sanguíneos e notaram uma ampla variação nos padrões de acumulação de tau. Alguns segmentos de vasos sanguíneos mostraram acúmulo substancial de tau, enquanto outros não. Ao dividir os vasos sanguíneos em segmentos, criaram mapas de calor para visualizar a intensidade da coloração da tau.

Os dados indicaram que segmentos de vasos sanguíneos com os níveis mais altos de tau tinham uma diferença clara em comparação com aqueles com níveis mais baixos de tau. Isso sugere que áreas de tau elevada perto dos vasos não são uma ocorrência aleatória, mas podem estar ligadas ao processo da doença.

Analisando Diferentes Formas de Tau

Como a tau pode ser modificada de várias maneiras, os pesquisadores buscaram entender quais formas de tau estavam presentes nos vasos sanguíneos. Eles isolaram vasos sanguíneos dos cérebros de pacientes para realizar testes que identificaram diferentes formas de tau.

Os resultados mostraram que certas formas fosforiladas de tau estavam significativamente mais altas nos vasos sanguíneos de pacientes com Alzheimer em comparação com os controles. Isso indica que essas formas específicas de tau têm mais chances de se acumular nos vasos sanguíneos daqueles com a doença.

Relação Entre Tau e Emaranhados

Outro aspecto importante do estudo foi examinar como o acúmulo de tau nos vasos sanguíneos se relaciona com a presença de emaranhados nos neurônios próximos. Os pesquisadores segmentaram e analisaram a densidade de NFTs e neurônios ao redor dos vasos sanguíneos para encontrar padrões em suas relações.

A análise dos dados sugeriu que, à medida que o nível de tau próximo aos vasos sanguíneos aumentava, também aumentava a probabilidade de os neurônios próximos conterem NFTs. Essa correlação indica que o acúmulo de tau nos vasos sanguíneos pode ter implicações para o desenvolvimento de emaranhados nos neurônios, que são uma característica chave da doença de Alzheimer.

Conclusão: O Papel da Tau na Doença de Alzheimer

As descobertas desta pesquisa destacam o papel significativo do acúmulo de tau ao redor dos vasos sanguíneos na progressão da doença de Alzheimer. A presença da tau nessas áreas é semelhante aos depósitos de beta-amiloide em condições como a angiopatia amiloide cerebral.

Essas percepções apoiam a ideia de que os vasos sanguíneos desempenham um papel essencial na remoção da tau do cérebro, e que interrupções nesse processo poderiam contribuir para o avanço da doença. Investigações adicionais sobre como a tau interage com o sistema vascular podem revelar novos alvos para terapias que visem reduzir a carga de tau no cérebro.

Resumindo, o estudo fornece evidências valiosas apontando para a relação entre a patologia tau e os vasos sanguíneos do cérebro na doença de Alzheimer. Entender essa relação pode abrir novas avenidas para pesquisa e potenciais estratégias de tratamento na luta contra essa condição devastadora.

Fonte original

Título: Brain Vasculature Accumulates Tau and Is Spatially Related to Tau Tangle Pathology in Alzheimer's Disease

Resumo: Insoluble pathogenic proteins accumulate along blood vessels in conditions of cerebral amyloid angiopathy (CAA), exerting a toxic effect on vascular cells and impacting cerebral homeostasis. In this work we provide new evidence from three-dimensional human brain histology that tau protein, the main component of neurofibrillary tangles, can similarly accumulate along brain vascular segments. We quantitatively assessed n=6 Alzheimers disease (AD), and n=6 normal aging control brains and saw that tau-positive blood vessel segments were present in all AD cases. Tau-positive vessels are enriched for tau at levels higher than the surrounding tissue and appear to affect arterioles across cortical layers (I-V). Further, vessels isolated from these AD tissues were enriched for N-terminal tau and tau phosphorylated at T181 and T217. Importantly, tau-positive vessels are associated with local areas of increased tau neurofibrillary tangles. This suggests that accumulation of tau around blood vessels may reflect a local clearance failure. In sum, these data indicate tau, like amyloid beta, accumulates along blood vessels and may exert a significant influence on vasculature in the setting of AD.

Autores: Rachel Bennett, Z. Hoglund, N. Ruiz-Uribe, E. del Sastre, B. Woost, J. Bailey, B. Hyman, T. J. Zwang

Última atualização: 2024-01-28 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.27.577088

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.27.577088.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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