Το διαγνωστικό δυναμικό των αμυλοειδογόνων πρωτεϊνών Μέρος 2

4.1. Επίπεδα Αμυλοειδογόνων Πρωτεϊνών σε Νευροεκφυλισμό

Μέχρι στιγμής, οι πιο κοινές στρατηγικές ανίχνευσης διερευνούν συγκεκριμένες αμυλοειδογόνες πρωτεΐνες, ανεξάρτητα από τις διαμορφώσεις ή τα PTM τους, παρέχοντας πληροφορίες για τη συνολική ποσότητα αμυλοειδογόνου πρωτεΐνης σε ασθένειες.

Η σχέση μεταξύ ασθένειας και μνήμης είναι ένα θέμα που προκαλεί μεγάλη ανησυχία και έχει μεγάλη σημασία για την ανθρώπινη υγεία. Η καλή μνήμη είναι μια εκδήλωση της ανθρώπινης σοφίας, η οποία μπορεί να μας βοηθήσει να επεξεργαστούμε καλύτερα τις πληροφορίες και να λάβουμε αποφάσεις με μεγαλύτερη ακρίβεια. Στη ζωή, πολλοί άνθρωποι συχνά ανησυχούν ότι ορισμένες ασθένειες θα βλάψουν τη μνήμη τους, αλλά στην πραγματικότητα, η θετική στάση απέναντι στη ζωή και οι υγιεινές συνήθειες ζωής μπορούν να μας βοηθήσουν να προστατεύσουμε τη μνήμη μας και να προλάβουμε διάφορες ασθένειες.

Πρώτον, ο καλός ύπνος μπορεί να βοηθήσει στη διατήρηση της μνήμης. Μελέτες έχουν δείξει ότι ο ύπνος είναι βασικό μέρος του συστήματος μνήμης του εγκεφάλου, συμπεριλαμβανομένης της κωδικοποίησης, της διατήρησης και της διαδικασίας της μνήμης. Η έλλειψη ύπνου μπορεί να έχει δυσμενείς επιπτώσεις σε αυτές τις διαδικασίες, οδηγώντας σε απώλεια μνήμης. Επομένως, η διατήρηση επαρκούς χρόνου ύπνου κάθε μέρα μπορεί να βοηθήσει στην επιβράδυνση της παρακμής της μνήμης.

Δεύτερον, η υγιεινή διατροφή είναι επίσης το κλειδί για τη διατήρηση της μνήμης. Το ανθρώπινο σώμα χρειάζεται θρεπτικά συστατικά για να θρέψει το σώμα και τον εγκέφαλο και οι τροφές που μπορούν να βελτιώσουν τη μνήμη περιλαμβάνουν ξηρούς καρπούς, ψάρια, φρούτα και λαχανικά. Οι ξηροί καρποί είναι πλούσιοι σε πρωτεΐνες και λιπαρά οξέα, τα οποία μπορούν να προάγουν την υγιή ανάπτυξη των εγκεφαλικών νεύρων. Τα ψάρια περιέχουν πολλά ωμέγα-3 λιπαρά οξέα, τα οποία είναι ευεργετικά για την υγεία του καρδιαγγειακού και του νευρικού συστήματος. Επιπλέον, τα φρούτα και τα λαχανικά είναι πλούσια σε αντιοξειδωτικά, τα οποία βοηθούν στην πρόληψη της γνωστικής εξασθένησης και ασθενειών όπως το Αλτσχάιμερ.

Τέλος, η θετική στάση και η σωματική άσκηση μπορούν επίσης να βοηθήσουν στη διατήρηση της μνήμης. Τα θετικά συναισθήματα και η θετική σκέψη μπορούν να ενισχύσουν τη γνωστική ικανότητα του εγκεφάλου, να ενεργοποιήσουν τις νευρικές συνδέσεις και τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων στον εγκέφαλο και έτσι να βοηθήσουν στη βελτίωση της μνήμης. Επιπλέον, η τακτική άσκηση μπορεί να προωθήσει την κυκλοφορία του αίματος και την παροχή οξυγόνου, κάτι που είναι ευεργετικό για την υγεία του εγκεφάλου. Οι παραδοσιακές μέθοδοι γυμναστικής όπως η γιόγκα, το Τάι Τσι και η κινεζική ιατρική μπορούν επίσης να βοηθήσουν στην ανακούφιση από την ένταση και στην προώθηση της σωματικής και ψυχικής υγείας.

Συνοψίζοντας, αν και υπάρχει μια ορισμένη σχέση μεταξύ ασθένειας και μνήμης, η θετική στάση απέναντι στη ζωή και οι υγιεινές συνήθειες διαβίωσης μπορούν να μας βοηθήσουν να αποτρέψουμε και να ανακουφίσουμε τη βλάβη στη μνήμη που προκαλείται από διάφορες ασθένειες. Ως εκ τούτου, πρέπει να διατηρούμε πάντα μια καλή στάση, να ασκούμαστε ενεργά, να τρώμε μια λογική διατροφή και να διατηρούμε υγιεινές συνήθειες διαβίωσης, για να προχωρήσουμε προς μια υγιή και ευτυχισμένη ζωή. Μπορεί να φανεί ότι πρέπει να βελτιώσουμε τη μνήμη και το Cistanche μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη μνήμη επειδή το Cistanche έχει αντιοξειδωτικά, αντιφλεγμονώδη και αντιγηραντικά αποτελέσματα, τα οποία μπορούν να βοηθήσουν στη μείωση της οξείδωσης και των φλεγμονωδών αντιδράσεων στον εγκέφαλο, προστατεύοντας έτσι την υγεία του νευρικό σύστημα. Επιπλέον, το Cistanche μπορεί επίσης να προωθήσει την ανάπτυξη και την επισκευή των νευρικών κυττάρων, ενισχύοντας έτσι τη συνδεσιμότητα και τη λειτουργία των νευρωνικών δικτύων. Αυτά τα αποτελέσματα μπορούν να βοηθήσουν στη βελτίωση της μνήμης, της ικανότητας μάθησης και της ταχύτητας σκέψης και μπορούν επίσης να αποτρέψουν την εμφάνιση γνωστικής δυσλειτουργίας και νευροεκφυλιστικών ασθενειών.

Κάντε κλικ στο Μάθετε τρόπους για να βελτιώσετε τη λειτουργία του εγκεφάλου

Αυτές οι μέθοδοι είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικές όταν ο παθολογικός μηχανισμός εξαρτάται από γενετικές μεταλλάξεις (π.χ. όταν μια γενετική παραλλαγή μιας πρωτεΐνης εκφράζεται ειδικά σε ασθενείς, Πίνακας 2), επίπεδα έκφρασης πρωτεΐνης (π.χ. όταν η έκφραση πρωτεΐνης μεταβάλλεται σημαντικά σε ασθενείς) ή εσφαλμένη εντόπιση (π.χ. όταν μια πρωτεΐνη συσσωρεύεται σε συγκεκριμένες περιοχές του σώματος σε ασθενείς).

Στην περίπτωση της AD, τα αρχικά πειράματα επικεντρώθηκαν στη μέτρηση της συγκέντρωσης του ΕΝΥ στο σύνολο του Α. Ωστόσο, δεν βρέθηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ ασθενών και μαρτύρων [33]. Αντίθετα, σημαντικές διαφορές έχουν παρατηρηθεί για την ολική ταυ.

Οι ερευνητές βρήκαν αξιοσημείωτη αύξηση του συνολικού ταυ στο ΕΝΥ ασθενών με AD σε σύγκριση με υγιείς μάρτυρες [67]. Αν και υπάρχει σαφής σχέση μεταξύ της συγκέντρωσης του ταυ στο ΕΝΥ και της ΝΑ, υψηλότερες συγκεντρώσεις ταυ παρατηρούνται επίσης σε οξύ εγκεφαλικό επεισόδιο, εγκεφαλικό τραύμα και άλλες μορφές άνοιας [66,68], καθιστώντας τη διάγνωση της συγκεκριμένης ασθένειας δύσκολη [44,66].

Στην περίπτωση της PD, έχει βρεθεί ότι το -syn είναι παρόν σε ελαφρώς χαμηλότερες συγκεντρώσεις στο ΕΝΥ ασθενών σε σύγκριση με υγιή άτομα σε μελέτες μικρής κοόρτης [68-70]. Αυτό έχει επίσης παρατηρηθεί στο πλάσμα και στο σάλιο.

Σε μεγαλύτερες μελέτες, το CSF-syn έχει σημαντικά χαμηλότερη συγκέντρωση από τους υγιείς μάρτυρες [69]. Αυτή η χαμηλότερη συγκέντρωση απρόσιτων σωματικών υγρών -syn μπορεί να είναι συνέπεια της ενδοκυτταρικής συσσώρευσης της πρωτεΐνης [69]. Ωστόσο, η χρήση του -syn από μόνη της δεν είναι επαρκής ως μεμονωμένος βιοδείκτης για τη διάγνωση της PD [69]. Λόγω της χαμηλής συγκέντρωσής του, το TDP-43 είναι δύσκολο να μετρηθεί αξιόπιστα στο αίμα [71,72].

Ωστόσο, στο ΕΝΥ, έχει αποδειχθεί ότι η συγκέντρωση TDP{{0}} είναι υψηλότερη σε ασθενείς με ALS (6,92 ± 3,71 ng/mL) από ότι σε υγιή άτομα (5,31 ± 0,94 ng/mL) και άτομα που επηρεάζονται από άλλα καταστάσεις, για παράδειγμα, PD, σκλήρυνση κατά πλάκας και σύνδρομο Guillain-Barrés [73].

Πρόσφατες μελέτες έχουν προτείνει ότι η TDP-43 που υπάρχει στο ΕΝΥ θα μπορούσε να είναι βιοδείκτης για τη διάγνωση του ALS, ALS/FTD αλλά όχι μόνο για FTD [74,75]. Ειδικότερα, θα πρέπει να σημειωθεί ότι οι πρωτεΐνες, συμπεριλαμβανομένου του TDP-43, μπορούν να διαχέονται από το αίμα στο ΕΝΥ.

Επιπλέον, η TDP-43 είναι επίσης άφθονη σε άλλα μέρη του σώματος εκτός από τον εγκέφαλο [54,76]. Έτσι, η TDP-43 στο ΕΝΥ μπορεί να προέρχεται από άλλες περιοχές του σώματος και μπορεί να μην αντιπροσωπεύει επαρκώς την παθολογία του εγκεφάλου στο FTD. Επί του παρόντος, οι ερευνητικές προσπάθειες επικεντρώνονται στην παρακολούθηση του TDP-43 που περιέχεται στα εξωσώματα του ΕΝΥ, τα οποία προέρχονται από τον εγκέφαλο και επομένως αντιπροσωπεύουν καλύτερα την παθολογία του εγκεφάλου [77].

Συνολικά, μέχρι στιγμής, παρά τις απαραίτητες ενδείξεις του γεγονότος ότι η έκφραση και οι συγκεντρώσεις των πρωτεϊνών μεταβάλλονται στη νόσο, η ανίχνευση της συγκέντρωσης της ολικής πρωτεΐνης μόνο δεν έχει αποδώσει μια ευρέως αποδεκτή διαγνωστική προσέγγιση.

4.2. PTM που σχετίζονται με νευροεκφυλισμό

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, τα PTMs επηρεάζουν την τάση συσσωμάτωσης των αμυλοειδογόνων πρωτεϊνών και διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στον παθολογικό μηχανισμό των νευροεκφυλιστικών ασθενειών [27,28].

Επιπλέον, PTMs βρίσκονται επίσης σε βιολογικά δείγματα ασθενών [27-29]. Ανώμαλα PTMs μπορεί να εμφανιστούν πολύ πριν από κλινικά παρατηρήσιμα συμπτώματα. Αυτή η παρατήρηση καθιστά τα PTM δυνητικά κατάλληλα για χρήση ως βιοδείκτες για έγκαιρη διάγνωση (Πίνακας 1).

4.2.1. Κατακερματισμός και διάσπαση

Η διάσπαση πρωτεΐνης είναι ένα PTM που συνήθως σχετίζεται με τη συσσώρευση αμυλοειδούς και έχει διερευνηθεί εκτενώς τόσο in vitro όσο και in vivo. Στην AD, για παράδειγμα, πολλά θραύσματα APP έχουν συνδεθεί με την ασθένεια, με τα Α 42 και Α 40 να είναι τα πιο εκτενώς διερευνημένα. Ωστόσο, άλλες μορφές του Α έχουν επίσης διαγνωστική δυνατότητα, συμπεριλαμβανομένων των Α 37, Α 38, Α 39 και Α 43 [32].

Έχει βρεθεί ότι η συγκέντρωση του Α 42 στο ΕΝΥ είναι χαμηλότερη σε ασθενείς με AD από ό,τι στους μάρτυρες στο 50% περίπου των περιπτώσεων [78].

Ωστόσο, επί του παρόντος, η αναλογία συγκέντρωσης CSF A 42/A 40 θεωρείται διαγνωστικά πιο ακριβής, καθώς λαμβάνει υπόψη τις φυσιολογικές διακυμάνσεις της έκφρασης της πρωτεΐνης μεταξύ των ατόμων [78,103].

Εκτός από τα A 40 και A 42, η συγκέντρωση του A 43 είναι χαμηλότερη στο ΕΝΥ ασθενών με πρώιμη έναρξη AD, αλλά και σε ασθενείς με ήπια γνωστική έκπτωση και άλλες μορφές άνοιας [79].

Αντίθετα, το A 38 είναι παρόν σε υψηλότερες συγκεντρώσεις σε ασθενείς με AD και συγκεκριμένα διακρίνει την AD από άλλες μορφές άνοιας [66]. Έτσι, η αναλογία A 42/A 38 μπορεί να συσχετίζεται με διαφορετικούς τύπους άνοιας και να χρησιμοποιείται σε συνδυασμένες διαγνωστικές προσεγγίσεις ανίχνευσης [103,104].

Παρά το γεγονός ότι το -syn και το TDP-43 μπορούν επίσης να υποστούν κατακερματισμό, το οποίο παίζει ρόλο στους παθολογικούς μηχανισμούς τους, πολύ λίγες μελέτες είχαν εντοπίσει περικομμένες ισομορφές -synand TDP-43 στα σωματικά υγρά και τους ρόλους τους ως πιθανοί βιοδείκτες παρέμεινε άγνωστο [28,54,105,106].

4.2.2. Φωσφορυλίωση

Στο Α, η φωσφορυλίωση των Ser8 και Ser26 πιστεύεται ότι αυξάνει την αφθονία και τη σταθερότητα των τοξικών συσσωματωμάτων. Ο εμπλουτισμός αυτών των τροποποιήσεων στα ολιγομερή είδη Α, σε σύγκριση με τα μονομερή, έχει αποδειχθεί με τη χρήση μονο-ορπολυκλωνικών αντισωμάτων ειδικά για το φώσφορο [80,81].

Ως συνέπεια της υπερ-φωσφορυλίωσης, το tau διαχωρίζεται από το δίκτυο μικροσωληνίσκων και συσσωματώνεται. Ως εκ τούτου, η φωσφορυλίωση ταυ θεωρείται ένα βασικό γεγονός στον σχηματισμό του NFT [27].

Τα τελευταία χρόνια, έχουν αναπτυχθεί αρκετά αντισώματα για την ειδική αναγνώριση του p-tau και μια ποικιλία πρωτοκόλλων ELISA έχουν αναπτυχθεί για διαφορετικούς φωσφορυλιωμένους επιτόπους.

Πρόσφατα, το p-tau στο Thr217 (p-tau217) αποδείχθηκε ότι είναι ισχυρός βιοδείκτης πλάσματος [86] και ΕΝΥ [107] για AD καθώς διέκρινε την AD από άλλες νευροεκφυλιστικές ασθένειες συμπεριλαμβανομένων άλλων ταυοπαθειών. Ομοίως, το -syn είναι επίσης φωσφορυλιωμένο σε πολλαπλά υπολείμματα. Αξίζει να αναφερθεί η παραλλαγή του -syn που φέρει τη φωσφορυλίωση του Ser129 (p- -syn129).

Αυτή η τροποποίηση συμβαίνει από πολλαπλές κινάσες και επηρεάζει τη συσσώρευση και την τοξικότητα του -syn τόσο in vitro [95,96] και in vivo [108]. Η φασματομετρία μάζας (MS) και τα πειράματα που βασίζονται σε αντισώματα διαπίστωσαν ότι τα LBs που απομονώθηκαν από τους εγκεφάλους ασθενών με PD είναι εμπλουτισμένα σε p- -syn129.

Έχουν επίσης δείξει ότι η συγκέντρωση του p- -syn129 στα σωματικά υγρά είναι υψηλότερη σε ασθενείς με PD και συσχετίζεται με τη σοβαρότητα της νόσου [109,110]. Η ποσοτικοποίηση του p- -syn129, μαζί με το ολικό -syn, στο ΕΝΥ προτάθηκε για να βοηθήσει στη μοντελοποίηση της PD και ενδεχομένως στη διαφορική διάγνωση της PD από άλλους παρκινσονισμούς [110,111].

Έχουν αναπτυχθεί αρκετά αντισώματα που είναι ειδικά για το φωσφορυλιωμένο TDP-43 (π.χ. στο Ser409 και στο Ser410).

Ωστόσο, το TDP-43 υφίσταται αρκετές άλλες τροποποιήσεις και η ανίχνευση μόνο της κατάστασης φωσφορυλίωσης της πρωτεΐνης δεν περιγράφει με ακρίβεια την κατάσταση της νόσου. Οι προσεγγίσεις ανίχνευσης που βρίσκονται επί του παρόντος υπό ανάπτυξη περιλαμβάνουν τη συνδυασμένη χρήση διαφορετικών αντισωμάτων που στοχεύουν διαφορετικές τροποποιήσεις και διαμορφώσεις του TDP-43 [75,77].

4.2.3. Ακετυλίωση

Η ακετυλίωση είναι ένα άλλο σημαντικό PTM που εμπλέκεται στην AD. Έχει αναφερθεί ότι τα συνολικά επίπεδα ακετυλίωσης του A 42- και των ταυ-συσσωματωμάτων είναι σημαντικά υψηλότερα στον ADhippocampus σε σύγκριση με υγιή άτομα [112].

Επιπλέον, αρκετές μελέτες έχουν δείξει ότι η ακετυλίωση του Lys16 και του Lys28 του A αλλάζουν και τα δύο τη συσσώρευση του πεπτιδίνης vitro [38]. Συγκεκριμένα, η ακετυλίωση του Lys16 οδηγεί στο σχηματισμό άμορφων συσσωματωμάτων αντί αμυλοειδών [38,39].

Το Tau υφίσταται ακετυλίωση σε διάφορα υπολείμματα. Ειδικότερα, η ακετυλίωση στα Lys174, Lys274 και Lys280 έχει λάβει τη μεγαλύτερη προσοχή καθώς αποδείχθηκε ότι ρυθμίζουν επίσης τη λειτουργία της πρωτεΐνης [87].

Μεταξύ αυτών των τροποποιήσεων, το Lys280 θεμελιώθηκε ειδικά σε διαγονιδιακά ποντίκια και ιστούς ιππόκαμπου ασθενών [87]. Στην περίπτωση της PD και της άνοιας με LBs (DLB), έχει αναφερθεί ότι εγκεφαλικοί ιστοί (κροταφικός φλοιός και ραχιαίος προμετωπιαίος φλοιός) από ασθενείς περιέχουν διαλυτό και συσσωματωμένο Ν-τελικά ακετυλιωμένο -syn [113].

Η Ν-τερματική ακετυλίωση έχει βρεθεί ότι μεταβάλλει σημαντικά τη δομή του μονομερούς-syn in vitro. Αυτό το PTM επάγει την ελικοειδή αναδίπλωση του Ν-άκρου του -syn [97], το οποίο έχει προταθεί ότι προάγει την παθολογική συσχέτιση της πρωτεΐνης με τις μεμβράνες [114]. Η TDP-43 είναι μια άλλη πρωτεΐνη που υφίσταται ακετυλίωση.

Αυτό το PTM καταργεί τη δέσμευση RNA και προάγει τη συσσώρευση της πρωτεΐνης. Συγκεκριμένα, η ακετυλιωμένη TDP-43 atLys145 θα μπορούσε να ανιχνευθεί σε βλάβες σε ασθενείς με ALS αλλά όχι σε ασθενείς με FTD, υποδηλώνοντας ότι η ακετυλίωση της TDP-43συνδέθηκε με την παθογένεση της ALS και θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη διάκριση της ALS από την FTD, κάτι που είναι χρήσιμο ως ένας βιοδείκτης εάν είναι εύκολα ανιχνεύσιμος στα σωματικά υγρά [29].

4.2.4. Οξείδωση και Νίτρωση

Το οξειδωτικό στρες έχει περιγραφεί ως ένας παράγοντας που συμβάλλει στις νευροεκφυλιστικές ασθένειες [115]. Στην AD, η οξείδωση του Α στο Met35 ανιχνεύθηκε μεταθανάτια στον ινιακό φλοιό σε ασθενείς με AD [116].

Ωστόσο, αυτή η τροποποίηση αποδείχθηκε ότι επιβραδύνει τη συσσώρευση της πρωτεΐνης in vitro [30,82] και θα χρειαστούν περαιτέρω έρευνες για να αποσαφηνιστεί ο ακριβής ρόλος στη νόσο. Αντί να στοχεύουν οξειδωμένες αμυλοειδογόνες πρωτεΐνες, οι τρέχουσες διαγνωστικές προσεγγίσεις επικεντρώνονται κυρίως στη μέτρηση βιοδεικτών οξειδωτικού στρες (π.χ. προϊόντα οξείδωσης και συγκεκριμένοι μεταβολίτες) [115].

Ωστόσο, αυτοί οι βιοδείκτες δεν είναι ειδικοί για νευροεκφυλισμό, καθώς το οξειδωτικό στρες προκαλείται επίσης από φλεγμονή και στο πλαίσιο διαφόρων παθολογιών, συμπεριλαμβανομένου του καρκίνου [115]. Η ανάπτυξη αντισωμάτων που κατευθύνονται εναντίον οξειδωμένων αμυλοειδογόνων πρωτεϊνών, όπως το tau και το TDP-43, σε συνδυασμό με εξαιρετικά ευαίσθητες προσεγγίσεις μπορεί να βοηθήσει στη διάγνωση.

Η νίτρωση των υπολειμμάτων Tyr έχει βρεθεί σε αρκετές αμυλοειδογόνες πρωτεΐνες από δείγματα ασθενών (π.χ. Tyr10 σε A, Tyr29 σε tau, Tyr39 σε -syn) [28,30,37,89].

Συγκεκριμένα, έχει βρεθεί ότι τα επίπεδα νιτροποιημένης-σύν στα περιφερικά αιμοσφαίρια (μονοκύτταρα και ερυθροκύτταρα) είναι ειδικά υψηλότερα σε ασθενείς με PD. Έτσι, αυτή η τροποποίηση θεωρείται επί του παρόντος ως ένας πιθανός διαγνωστικός βιοδείκτης, αν και απαιτούνται μελέτες μεγαλύτερης κλίμακας [99,117].

Τα μόρια νιτρογονικού στρες αξιολογούνται επί του παρόντος ως πιθανοί βιοδείκτες. Ωστόσο, και σε αυτή την περίπτωση, δεν είναι ειδικά για νευροεκφυλισμό και απαιτείται περαιτέρω διερεύνηση [118].

4.2.5. Γλυκοζυλίωση

Μελέτες βρήκαν σύντομα Ο-γλυκοπεπτίδια Α (Α 1-15 έως 20) σε δείγματα AD CSF και πρότειναν ότι θα μπορούσαν να είναι χρήσιμοι βιοδείκτες και τα προφίλ και οι συγκεντρώσεις γλυκοπεπτιδίου πρέπει να επιβεβαιωθούν σε πολύ μεγαλύτερες προοπτικές μελέτες [119] (Πίνακας 1 ).

Το Tau έχει επίσης αποδειχθεί ότι υφίσταται Ν- και Ο-γλυκοζυλίωση. Είναι ενδιαφέρον ότι η Ο-γλυκοζυλίωση παίζει έναν προστατευτικό μηχανισμό έναντι της υπερφωσφορυλίωσης και του σχηματισμού PHF [91]. Χαμηλότερα επίπεδα Ο-γλυκοζυλιωμένης tau βρίσκονται σε εγκεφάλους AD σε σύγκριση με υγιείς μάρτυρες [91].

Αντίθετα, η Ν-γλυκοζυλίωση αποδείχθηκε ότι διευκολύνει την υπερφωσφορυλίωση tau, προάγοντας έτσι τη συσσώρευσή της σε PHF. Η Ν-γλυκοζυλίωση έχει βρεθεί σε απάνθρωπους εγκεφάλους AD, αλλά όχι σε εγκεφάλους ελέγχου, κάτι που θα μπορούσε να είναι μια σχετική τροποποίηση για τη διάγνωση [83].

Στην PD, γλυκοζυλιωμένη Ο-συνδεδεμένη με Ν-ακετυλογλυκοζαμίνη του -syn βρέθηκε επίσης in vivo [100].

Οι διαγνωστικές προσεγγίσεις που βασίζονται στην ανίχνευση γλυκοζυλιωμένων αμυλοειδογόνων πρωτεϊνών είναι ακόμη σε μεγάλο βαθμό ανεξερεύνητες και νέες τεχνικές βρίσκονται υπό ανάπτυξη. Η αξιολόγηση των μοτίβων γλυκοζυλίωσης σε ασθενείς περιλαμβάνει προφίλ Ν-γλυκώματος χρησιμοποιώντας γλυκοκηλίδωση και MS [120,121].

4.2.6. Ubiquitination

Η ουβικιτίνη επισημαίνει τις λανθασμένες πρωτεΐνες και τις στοχεύει για αποικοδόμηση μέσω του συστήματος ουβικιτίνης-πρωτεασώματος. Πιστεύεται ότι η μη φυσιολογική συσσώρευση αμυλοειδών μπορεί να προκύψει από την αλλαγή της οδού ουβικιτίνης-πρωτεασώματος [122].

Έχει βρεθεί ότι η ουβικιτίνη είναι παρούσα σε υψηλότερες συγκεντρώσεις στους φλοιώδεις ιστούς ασθενών με AD σε σύγκριση με υγιείς μάρτυρες [122,123]. Αν και πρώιμες μελέτες έχουν δείξει ότι η πλειονότητα της ουμπικουϊτινοποίησης συμβαίνει όταν το ταυ συγκεντρώνεται στα κουβάρια, η ουβικιτίνη έχει επίσης βρεθεί σε διαλυτό ταυ, για παράδειγμα, μέσω της σύζευξης Lys63 [92,93].

Αξίζει να σημειωθεί ότι η Lys48 και, ιδιαίτερα, η συνδεδεμένη πολυουβικιτίνη με Lys63-, καθώς και οι τροποποιήσεις της μονοουβικιτίνης, βρέθηκαν να συμβάλλουν στη βιογένεση των μπλεγμάτων.

Περαιτέρω αναλύσεις θα μπορούσαν να επικεντρωθούν στην ανίχνευση του Lys63 ubiquitinated tau για να αξιολογηθεί η διαγνωστική του αξία [94]. -Το Syn ανευρίσκεται, μονο-, δι- και τρι-ουβικιτινοποιημένο, σε LB από τους φλοιώδεις ιστούς των εγκεφάλων ασθενών με DLB που έχουν υποβληθεί σε αυτοψία [124].

Ενώ η ουβικουϊτινοποίηση στα Lys6, Lys12, Lys21, Lys43 και Lys96 έχει αποδειχθεί ότι έχει ανασταλτική επίδραση στο σχηματισμό ινιδίων, η ουβικουϊτινοποίηση στα Lys10 και Lys23 έχει το αντίθετο αποτέλεσμα και θα μπορούσε να έχει παθολογικό ρόλο.

Ωστόσο, η παρουσία τους στα σωματικά υγρά και η σύνδεσή τους με την παθολογία της PD παραμένει άγνωστη [28]. Η Ubiquitinated TDP-43 είναι ένα κύριο συστατικό των συσσωματωμάτων σε περίπου 50% των περιπτώσεων FTD και 97% των περιπτώσεων ALS και φαίνεται να είναι κατάντη της φωσφορυλίωσης. Ωστόσο, οι επιπτώσεις της ουβικουιτίνης στη συγκέντρωση TDP-43 πρέπει ακόμη να διευκρινιστούν περαιτέρω [29].

Επί του παρόντος, οι πιθανές διαγνωστικές προσεγγίσεις επικεντρώνονται στη μέτρηση της ελεύθερης μη συζευγμένης ουβικιτίνης αντί των ουμπικιτινωμένων πρωτεϊνών στο ΕΝΥ [125]. Έχει παρατηρηθεί ότι η ποσότητα της ουβικιτίνης στο ΕΝΥ αντικατοπτρίζει τον αριθμό των συσσωματωμάτων πρωτεΐνης στον εγκέφαλο και θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως βιοδείκτης [125,126].

4.3. Συσσωματώματα αμυλοειδούς και Ανιχνευτές Ευαίσθητοι στο Αμυλοειδές

Επί του παρόντος, οι αυξανόμενες ερευνητικές προσπάθειες εστιάζονται στη δημιουργία βιομοριακών εργαλείων για τη στόχευση συγκεκριμένων διαμορφώσεων συσσωματωμάτων (Εικόνα 2). Το σκεπτικό αυτής της στρατηγικής συνίσταται στο γεγονός ότι οι αμυλοειδογόνες πρωτεΐνες είναι γενικά ελάχιστα τοξικές όταν είναι μονομερείς, ενώ η τοξικότητά τους αυξάνεται σημαντικά όταν συναθροίζονται [13].

Πρόσφατα στοιχεία δείχνουν ότι τα ολιγομερή είναι ιδιαίτερα τοξικά [13], επομένως, για την παρακολούθηση της εξέλιξης και της σοβαρότητας των νευροεκφυλιστικών ασθενειών, θα μπορούσε να ποσοτικοποιηθεί συγκεκριμένα η συγκέντρωση των αμυλοειδών ή/και των ολιγομερών (Πίνακας 2, Εικόνα 3).

Σε αυτό το πλαίσιο, έχουν αναπτυχθεί αρκετοί ανιχνευτές για αμυλοειδή και συσσωματώματα που μοιάζουν με αμυλοειδές, συμπεριλαμβανομένων ανιχνευτών φθορισμού μικρών μορίων, επιλεκτικών ως προς τη διαμόρφωση αντισωμάτων και απταμερών [127-130].

Συγκεκριμένα, μελέτες ενός μορίου που χρησιμοποιούν ευαίσθητα στο αμυλοειδές φθορίζοντα μόρια ήταν σε θέση να ανιχνεύσουν μεμονωμένα διαλυτά συσσωματώματα που υπάρχουν στα σωματικά υγρά των ασθενών.

Προς το παρόν, έχουν χρησιμοποιηθεί μικρά μόρια, όπως η θειοφλαβίνη Τ (ThT), τα οποία αυξάνουν τον φθορισμό τους κατά τη σύνδεση με το διασταυρούμενο- - φύλλο συστατικού των αμυλοειδών. Χρησιμοποιώντας αυτήν την προσέγγιση, οι ερευνητές κατάφεραν να ποσοτικοποιήσουν διαλυτά συσσωματώματα που μοιάζουν με αμυλοειδές σε δείγματα AD και PDCSF [131,132].

Εκτός από το ThT, έχουν αναπτυχθεί και άλλα μόρια με παρόμοιες ιδιότητες φθορισμού, συμπεριλαμβανομένων των μοριακών ρότορων [133,134], όπως η θειοφλαβίνη Χ [135].

Εκτός από αυτούς τους ανιχνευτές μικρών μορίων, έχουν αναπτυχθεί βιομόρια υψηλής εξειδίκευσης, όπως θραύσματα αντισωμάτων και απταμερή ικανά να ανιχνεύουν ολιγομερή διαφορετικών αμυλοειδογόνων πρωτεϊνών [127,136,137].

Πρόσφατα, η μικροσκοπία υπερ-ανάλυσης με ειδική για αμυλοειδές απταμερές και συσσώρευση σημείου DNA σε τοπογραφία νανοκλίμακας μπόρεσε να ανιχνεύσει συσσωματωμένα -syn και A σε δείγματα ασθενών με PD χωρίς την ανάγκη συζευγμένου φθοροφόρου [138].

Παραδοσιακά, τα αντισώματα έχουν δημιουργηθεί χρησιμοποιώντας καθιερωμένες τεχνικές in vivo με τεχνολογίες ανοσοποίησης και υβριδώματος [139,140] ή in vitro χρησιμοποιώντας τεχνολογίες απεικόνισης [141].

Η εμφάνιση νέων μεθόδων ανακάλυψης αντισωμάτων σε πυρίτιο επέτρεψε τη δημιουργία αντισωμάτων με οικονομικά και χρονικά αποδοτικό τρόπο [142]. Το AbDesign, ένας αλγόριθμος βασισμένος στη δομή που χρησιμοποιεί συνδυαστική και ενεργειακή σχεδίαση, ήταν επιτυχής στο σχεδιασμό θραυσμάτων αντισωμάτων που στοχεύουν την ινσουλίνη και τη μυκοβακτηριακή πρωτεΐνη ακυλίου φορέα [143].

Παρόμοιες επιτυχίες έχουν σημειωθεί χρησιμοποιώντας διαδικασίες που βασίζονται στη δομή, όπως το OptMAVEn [144] και ο σχεδιασμός αντισωμάτων Rosetta [145]. Πιο πρόσφατα, η Cascademethod [128] αναπτύχθηκε για το σχεδιασμό συμπληρωματικών πεπτιδίων σε έναν επιτόπιο στόχο που μπορεί να εμβολιαστεί στην περιοχή προσδιορισμού της συμπληρωματικότητας ενός ικριώματος αντισώματος.

Η μέθοδος Cascade έχει χρησιμοποιηθεί προηγουμένως για το σχεδιασμό ειδικών για τη διαμόρφωση αντισωμάτων για τη στόχευση αμυλοειδών και ολιγομερών A 42 [127,146].

4.4. PET Νευροαπεικόνιση αμυλοειδών στον εγκέφαλο

Η απεικόνιση PET χρησιμοποιεί ραδιοανιχνευτές για τον έλεγχο της παρουσίας αμυλοειδών στο brainin vivo [147]. Οι ραδιοιχνηθέτες χαρακτηρίζονται από υψηλή λιποφιλικότητα, η οποία τους επιτρέπει να περάσουν από τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό.

Η ένωση Β του Πίτσμπουργκ (11C-PiB) είναι ένα φθορίζον ανάλογο του ThT και χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά για τον εντοπισμό ινιδίων αμυλοειδούς χρησιμοποιώντας PET το 2004. Το 11C-PiB είναι επί του παρόντος ένας από τους πιο χρησιμοποιούμενους ραδιοσυνδέτες για την απεικόνιση PET της εγκεφαλικής παθολογίας Α [148] (Πίνακας 2). .

Το Amyloid-PET μπορεί να διακρίνει την άνοια από την ήπια γνωστική εξασθένηση και τη φυσιολογική γήρανση. Ωστόσο, δεν μπορεί να κάνει διακρίσεις σε διαφορετικές μορφές άνοιας. Επιπλέον, αυτές οι τεχνικές είναι ακριβές και οι σημερινοί κλινικά χρησιμοποιούμενοι ραδιοϊχνηλάτες αντικατοπτρίζουν μόνο το επίπεδο των αδιάλυτων συσσωματωμάτων στον εγκέφαλο.

Αντίθετα, νέοι ραδιοσυνδέτες βασισμένοι σε αντισώματα βρίσκονται υπό ανάπτυξη για την ανίχνευση διαλυτών ολιγομερών και πρωτοϊνιδιακών μορφών Α και έχουν δοκιμαστεί σε διαγονιδιακά ποντίκια [149,150].

For more information:1950477648nn@gmail.com