Οι σταγόνες πρωτεΐνης που συνδέονται με τη νόσο του Αλτσχάιμερ επηρεάζουν τη γήρανση σε όλα τα κύτταρα

Ο γερασμένος εγκέφαλος των ατόμων με Αλτσχάιμερ, Πάρκινσον και άλλες νευροεκφυλιστικές ασθένειες είναι γεμάτος με ενδεικτικά συσσωματώματα πρωτεϊνών μέσα ή γύρω από τους νευρώνες τους. Το πώς αυτές οι μάζες πρωτεϊνών μπορεί να βλάπτουν τους νευρώνες είναι συχνά ακόμα ασαφές, αλλά αποτελούν χαρακτηριστικά γνωρίσματα των παθήσεων — και μέχρι τώρα, έχουν συσχετιστεί σχεδόν αποκλειστικά με εγκεφάλους ηλικιωμένων.

Ωστόσο, μια πρόσφατη μελέτη από μια ομάδα ερευνητών του Πανεπιστημίου Στάνφορντ δείχνει ότι η συσσώρευση πρωτεϊνών μπορεί να είναι ένα παγκόσμιο φαινόμενο στα γηρασμένα κύτταρα και θα μπορούσε να εμπλέκεται σε πολλές περισσότερες ασθένειες της γήρανσης από ό,τι υποπτευόταν. Η ανακάλυψή τους υποδεικνύει έναν νέο τρόπο σκέψης για το τι πάει στραβά στα κύτταρα καθώς γερνούν και, ενδεχομένως, σε νέους τρόπους αποτροπής ορισμένων συνεπειών της διαδικασίας γήρανσης.

"Αυτό είναι ευρέως διαδεδομένο - δεν είναι μόνο ένας συγκεκριμένος ιστός, είναι πολλοί διαφορετικοί ιστοί", δήλωσε ο Della David, ερευνητής για τη γήρανση στο Ινστιτούτο Babraham στο Cambridge της Αγγλίας, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη.

Η έρευνα υπογραμμίζει επίσης ότι η συσσώρευση πρωτεϊνών είναι στενά συνδεδεμένη με βασικούς μηχανισμούς που επιτρέπουν στα κύτταρα να ρυθμίζουν τη φυσιολογία τους με εξαιρετική λεπτότητα. Οι βιολόγοι θα πρέπει να αξιολογήσουν προσεκτικά, ενδεχομένως κατά περίπτωση, εάν τα συσσωματώματα πρωτεΐνης αποτελούν απειλή για τα κύτταρα ή άμυνα που έχουν δημιουργήσει.

Η νέα εργασία, η οποία δημοσιεύτηκε στον προεκτυπωμένο διακομιστή biorxiv.org τον Μάρτιο, είναι η πρώτη προσπάθεια να ποσοτικοποιηθεί πόση συσσώρευση πρωτεϊνών συμβαίνει σε όλο το σώμα κατά τη φυσική γήρανση ενός σπονδυλωτού ζώου — σε αυτή την περίπτωση, ενός ψαριού πολύ βραχύβιας . Η μελέτη έδειξε ότι η συσσώρευση πρωτεϊνών πιθανώς συμβάλλει στη σταδιακή φθορά πολλών ιστών με την πάροδο του χρόνου. Τα ευρήματα προσφέρουν ακόμη και μια υπόδειξη για το γιατί αυτά τα συσσωματώματα είναι τόσο πιο εμφανή στον εγκέφαλο από ό,τι σε άλλους ιστούς:Μπορεί να οφείλεται στο ότι οι εγκέφαλοι εξελίσσονται τόσο γρήγορα.

Ο Dan Jarosz, ο βιολόγος συστημάτων του Stanford που επέβλεψε τα πειράματα με τη γενετιστή συνάδελφό του Anne Brunet, δεν ήταν προετοιμασμένος για το πόσες πρωτεΐνες συγκεντρώθηκαν στα γερασμένα ψάρια - ή για το πόσο συχνά αυτές οι ίδιες πρωτεΐνες, σε μεταλλαγμένες μορφές, συνδέονται με εκφυλιστικές ασθένειες. «Με έκανε να αναρωτιέμαι εάν πολλές περισσότερες ασθένειες της ηλικίας που δεν συνδέουμε προς το παρόν με τη συσσώρευση πρωτεϊνών μπορεί, στην πραγματικότητα, να το εμπλέκουν», είπε.

Στοιχεία από ένα ψάρι

Το αφρικανικό τυρκουάζ killifish ζει σε παροδικές λίμνες στην Ανατολική Αφρική που σχηματίζονται κατά την περίοδο των βροχών. Καθώς το ψάρι πλησιάζει στο τέλος της 4- έως 6 μηνών ζωής του, αναπτύσσει μια σειρά ασθενειών που σχετίζονται με την ηλικία, όπως καταρράκτη και εγκεφαλικές αλλαγές που μοιάζουν με νευροεκφυλιστικές διαταραχές όπως το Αλτσχάιμερ στους ανθρώπους. Η σύντομη διάρκεια ζωής του — πολύ μικρότερη από αυτή ενός ποντικιού εργαστηρίου, για παράδειγμα — και η ταχεία φυσική γήρανση το καθιστούν ιδανικό μοντέλο για τη μελέτη της γήρανσης σε σπονδυλωτά.

«Αυτό που είναι εντυπωσιακό με αυτό το ψάρι είναι ότι δεν είναι μόνο η συσσώρευση πρωτεϊνών ή η καρδιακή ανεπάρκεια ή η εγκεφαλική δυσλειτουργία που συμβαίνουν με τη γήρανση», δήλωσε ο Dario Valenzano, εξελικτικός βιολόγος στο Max Planck Institute for the Biology of Aging και στο Ινστιτούτο Leibniz για τη Γήρανση. στη Γερμανία, ο οποίος έκανε τη μεταδιδακτορική του εκπαίδευση με τον Brunet. "Σχεδόν οποιοδήποτε όργανο και ιστός που κοιτάμε θα υποστεί μια αρκετά καταστροφική μεταμόρφωση κατά τη διάρκεια της γήρανσης."

Η ομάδα του Στάνφορντ διεξήγαγε μια εκτενή ανάλυση των πρωτεϊνών στο killifish σε διάφορα στάδια της νεότητας και της ωριμότητας. Στο γερασμένο killifish, ανακάλυψαν συσσωματώματα πρωτεΐνης σε όλους τους ιστούς που εξέτασαν:όχι μόνο τον εγκέφαλο αλλά και την καρδιά, το έντερο, το συκώτι, τους μύες, το δέρμα και τους όρχεις. Περισσότερες από τις μισές πρωτεΐνες συσσωμάτωσης φάνηκε να δείχνουν μια εγγενή τάση να συσσωρεύονται σε περαιτέρω πειράματα.

Αλλά ακριβώς το ποιες πρωτεΐνες συγκεντρώθηκαν διέφεραν ουσιαστικά από τον ένα ιστό στον άλλο. Πολλές από τις πρωτεΐνες εκφράστηκαν σε ουσιαστικά ισοδύναμα επίπεδα σε πολλαπλούς ιστούς, ωστόσο ενώ συγκεντρώθηκαν σε έναν δεν συσσωρεύτηκαν καθόλου σε άλλους.

«Η έκταση της εξειδίκευσης των ιστών του συσσωρευτικού πρωτεώματος είναι εκπληκτική», είπε ο David. Οι λόγοι για αυτές τις διαφορές, πιστεύει η ίδια και άλλοι ερευνητές, αντικατοπτρίζουν τον τρόπο με τον οποίο τα κύτταρα διατηρούν την ποιότητα των πρωτεϊνών τους. Τα κύτταρα διαθέτουν περίτεχνα μηχανήματα για να διασφαλίσουν ότι τα μακρά, αλυσιδωτά πεπτιδικά μόρια που αποτελούν τις πρωτεΐνες διπλώνονται σωστά, ακόμη και για να διασφαλίσουν ότι τα πεπτίδια τελικά θα τεμαχιστούν για ανακύκλωση. Ωστόσο, οι ιστοί μπορεί να διαφέρουν ως προς το πόσο βασίζονται σε διάφορες πτυχές της διαδικασίας ποιοτικού ελέγχου των πρωτεϊνών και αυτές οι έμφαση μπορεί να αλλάζουν με την ηλικία, είπε ο Jarosz.

«Αυτό είναι πολύ σημαντικό, γιατί ένα τεράστιο μυστήριο στην ανθρώπινη βιολογία είναι γιατί αυτές οι νευροεκφυλιστικές ασθένειες είναι τόσο ειδικές στον ιστό», δήλωσε η Cynthia Kenyon, αντιπρόεδρος έρευνας γήρανσης στην εταιρεία βιοτεχνολογίας Calico Life Sciences, η οποία δεν συμμετείχε στην εργασία του Stanford. Κανείς δεν ξέρει πραγματικά, για παράδειγμα, γιατί οι πλάκες αμυλοειδούς πρωτεΐνης της νόσου του Αλτσχάιμερ σχηματίζονται στον ιππόκαμπο του εγκεφάλου και τα συσσωματώματα στη νόσο του Πάρκινσον είναι ειδικά για τους νευρώνες ντοπαμίνης. Η πιθανότητα διάφορα κύτταρα να διατηρούν την ποιότητα της πρωτεΐνης τους με διαφορετικό τρόπο «τουλάχιστον παρέχει μια πιθανή εξήγηση για το γιατί διαφορετικοί ιστοί πρέπει να συμπεριφέρονται τόσο διαφορετικά», είπε.

Η σημασία του ποιοτικού ελέγχου

Υπάρχουν καλές ενδείξεις από μελέτες σε σκουλήκια και μύγες ότι εάν διαταραχθεί ο μηχανισμός που διατηρεί τη σταθερότητα των πρωτεϊνών, τα ζώα γερνούν πιο γρήγορα. Εάν τα μονοπάτια ελέγχου ποιότητας πρωτεΐνης είναι γενετικά ενισχυμένα, τα ζώα τείνουν να ζουν περισσότερο. Τίποτα από αυτά δεν σημαίνει ότι η συσσώρευση πρωτεϊνών προκαλεί γήρανση, αλλά υπονοεί έντονα ότι αυτά τα δύο συσχετίζονται στενά.

Για να διερευνήσουν περαιτέρω τη σχέση μεταξύ της συσσώρευσης πρωτεϊνών και της γήρανσης, οι ερευνητές του Στάνφορντ εξέτασαν πιο προσεκτικά τις πρωτεΐνες σε μια μεταλλαγμένη ποικιλία θανατηφόρων ψαριών που γερνάει ασυνήθιστα γρήγορα. Αυτά τα ψάρια έχουν μια μετάλλαξη στο γονίδιο τους για το ένζυμο τελομεράση, το οποίο διατηρεί το μήκος των διαιρούμενων χρωμοσωμάτων. Τα ζώα με μεταλλάξεις τελομεράσης συνήθως γερνούν γρήγορα.

Ο Jarosz είπε ότι αυτός και οι συνάδελφοί του περίμεναν να ανακαλύψουν ότι στο έντερο και σε άλλους ιστούς που αναπτύχθηκαν ή αντικαταστάθηκαν γρήγορα, θα υπήρχαν λιγότερα συσσωματώματα:Οι επιπλέον κυτταρικές διαιρέσεις θα έδιναν στους ταχέως αναπτυσσόμενους ιστούς περισσότερες ευκαιρίες να απομακρύνουν τα συσσωματώματα και να επαναφέρουν τον εαυτό τους. Αλλά ίσχυε το αντίθετο:Οι ταχέως αναπτυσσόμενοι ιστοί είχαν περισσότερες λανθασμένες και συσσωματωμένες πρωτεΐνες και γερνούσαν πιο γρήγορα από τους ιστούς που αναπτύχθηκαν αργά.

Για άλλη μια φορά, τα προβλήματα με τον έλεγχο του κυττάρου στην ποιότητα των πρωτεϊνών του μπορεί να είναι η εξήγηση. Εάν τα κύτταρα χάσουν τον έλεγχο των διεργασιών που διατηρούν την ποιότητα των πρωτεϊνών τους, μπορεί να συσσωρευτεί περισσότερη ζημιά από τα συσσωματώματα με κάθε κυτταρική διαίρεση. Οι ιστοί που αναπτύσσονται γρήγορα μπορεί να γερνούν γρηγορότερα επειδή έχουν περισσότερες πιθανότητες να συσσωρεύσουν αυτή τη βλάβη.

Συμπύκνωση, συσσώρευση και πριόν

Γιατί μερικές φορές οι πρωτεΐνες συσσωματώνονται είναι περίπλοκο. Παραδόξως, μέρος της απάντησης αποδεικνύεται ότι συνδέεται βαθιά με έναν ουσιαστικό μηχανισμό που ονομάζεται συμπύκνωση που χρησιμοποιούν τα κύτταρα για τον έλεγχο των πρωτεϊνών τους.

Τα πολύπλοκα τρισδιάστατα σχήματα στα οποία αναδιπλώνονται τα πεπτίδια θεωρούνταν ιστορικά ότι υπαγορεύουν τις δραστηριότητες και τις λειτουργίες των πρωτεϊνών που αποτελούσαν. Αλλά την τελευταία δεκαετία, ανακαλύφθηκε ότι ένας αυξανόμενος κατάλογος πρωτεϊνών έχει μια «εγγενώς διαταραγμένη» περιοχή που δεν διπλώνει σε σταθερό σχήμα. Κάτω από τις κατάλληλες συνθήκες, πλήθος αυτών των πρωτεϊνών συγκεντρώνονται σε σταγονίδια ή συμπυκνώματα - μια αναστρέψιμη διαδικασία παρόμοια με τον «διαχωρισμό φάσης» που κάνει το λάδι να σχηματίζει σταγονίδια στο νερό. Μπορεί να ενισχύσει τη δραστηριότητα των ενζύμων συγκεντρώνοντας τα ένζυμα μαζί με τα υποστρώματά τους ή να καταστέλλει τη δραστηριότητα απομονώνοντας τα ένζυμα μακριά από τα υποστρώματά τους. Μεταβάλλοντας την τοπική συγκέντρωση των υποστρωμάτων και των ενζύμων μέσα τους, τα κύτταρα μπορούν να χρησιμοποιήσουν συμπυκνώματα για να συντονίσουν με ακρίβεια την πρωτεϊνική τους δραστηριότητα.

Αλλά οι διαταραγμένες περιοχές των πρωτεϊνών μπορούν επίσης να τις κάνουν να κολλήσουν μαζί πιο μόνιμα ως συσσωματώματα, να κολλάνε τα κύτταρα και να προκαλούν τον όλεθρο. Ακόμη χειρότερα, ορισμένες ελαττωματικές πρωτεΐνες όχι μόνο αναδιπλώνονται και συσσωματώνονται εσφαλμένα, αλλά προκαλούν επίσης κακή αναδίπλωση άλλων πρωτεϊνών του ίδιου τύπου, οδηγώντας σε μια αλυσιδωτή αντίδραση συσσωμάτωσης. Αυτό είναι εννοιολογικά παρόμοιο με αυτό που συμβαίνει στη «νόσος των τρελών αγελάδων» και στην παραλλαγή του συνδρόμου Creutzfeldt-Jakob, στο οποίο οι μη φυσιολογικά διπλωμένες πρωτεΐνες που ονομάζονται πριόν καταλύουν ένα κύμα μη φυσιολογικής συσσώρευσης πρωτεϊνών στον εγκέφαλο.

Επομένως, η συμπύκνωση είναι ένας μηχανισμός ελέγχου που συνοδεύεται από κινδύνους. Αλλά από εξελικτικούς όρους, τα πλεονεκτήματά του είναι προφανώς τόσο σημαντικά που το κόστος - μια ευπάθεια σε πολλές ασθένειες που σχετίζονται με τη γήρανση - φαίνεται να αξίζει να πληρωθεί, είπε ο Jarosz.

Μια ξεκάθαρη απεικόνιση αυτού προέκυψε σε μια δεύτερη προεκτύπωση που δημοσιεύτηκε τον Μάρτιο, στην οποία η ομάδα του Στάνφορντ χρησιμοποίησε μια πρωτεΐνη που ονομάζεται DDX5 που συγκεντρώνεται στους γηρασμένους εγκεφάλους θανατηφόρων ψαριών. Το DDX5, το οποίο είναι πιο ενεργό στη συμπυκνωμένη του κατάσταση, εξυπηρετεί μια ποικιλία σημαντικών λειτουργιών στο σώμα, βοηθώντας συχνά να διασφαλιστεί ότι οι άλλες πρωτεΐνες παράγονται σωστά. Από την αλληλουχία αμινοξέών του, οι ερευνητές προέβλεψαν ότι το DDX5 ήταν πιθανό να συμπεριφέρεται σαν πριόν και η μετέπειτα εργασία τους επιβεβαίωσε ότι το κάνει:Μία λανθασμένη αναδίπλωση πρωτεΐνης DDX5 προάγει την κακή αναδίπλωση και τη συσσώρευση άλλων μορίων DDX5.

Αλλά η συσσώρευση δεν σταματά εκεί:Οι ερευνητές του Stanford βρήκαν επίσης μια ποικιλία άλλων πρωτεϊνών στις συστάδες του DDX5. Τα συσσωματώματα μπορεί μερικές φορές να λειτουργήσουν ως «κολλώδεις σταγόνες» που παγιδεύουν άλλες πρωτεΐνες, παρεμβαίνοντας αδιάκριτα στις κυτταρικές λειτουργίες, εξήγησε ο John Labbadia, του οποίου το εργαστήριο στο University College του Λονδίνου μελετά τον ποιοτικό έλεγχο και τη γήρανση των πρωτεϊνών.

"Υποδηλώνει ότι έχουμε αυτές τις ... πρωτεΐνες που συσσωματώνονται με την ηλικία και που μπορούν πραγματικά να καταλύσουν περαιτέρω συσσωμάτωση πρωτεϊνών με τρόπο που μοιάζει με πριόν, κάτι που δεν εμφανιζόταν πριν", είπε.

Η ομάδα του Στάνφορντ προσδιόρισε προσεκτικά ποια περιοχή της πρωτεΐνης DDX5 καθιστά δυνατή τη συμπύκνωση για τον έλεγχο της δραστηριότητάς της - και αποδείχθηκε ότι ήταν η ίδια περιοχή που την κάνει επίσης επιρρεπή στη συσσώρευση. Ο έλεγχος της φυσικής λειτουργίας της πρωτεΐνης και η τάση της να συσσωρεύεται είναι άρρηκτα συνδεδεμένοι. "Είναι ένα Catch-22", είπε ο Labbadia.

«Μια από τις συναρπαστικές αλλαγές νοοτροπίας για μένα είναι ότι ο διαταραγμένος τομέας δεν απαιτείται για δραστηριότητα όπως πολύ στενά καθορισμένη», είπε ο Jarosz. "Αλλά όσον αφορά το πώς αυτή η δραστηριότητα αναπτύσσεται πραγματικά στο ζωντανό σύστημα, είναι πραγματικά εξαιρετικά σημαντική."

Παθολογικό ή Προστατευτικό;

Το τι ακριβώς πυροδοτεί το σχηματισμό συσσωματωμάτων και το πόσο πρόβλημα προκαλούν στα κύτταρα, παραμένει «μια τεράστια, φανταστική, μεγάλη διαμάχη στο πεδίο», είπε ο Kenyon. Από τη μία πλευρά, τα συσσωματώματα απομονώνουν το DDX5 και άλλες πρωτεΐνες, εξαλείφοντας αποτελεσματικά σημαντικές κυτταρικές λειτουργίες. Αλλά τα συσσωματώματα μπορεί επίσης να έχουν προστατευτική επίδραση στην επιβίωση των κυττάρων.

Ένα καλό παράδειγμα του προστατευτικού αποτελέσματος προέκυψε από μελέτες της πρωτεΐνης huntingtin, η οποία είναι πιο άφθονη στον εγκέφαλο. Το Huntingtin είναι απαραίτητο για την υγιή ανάπτυξη των νευρικών συστημάτων, αλλά σε άτομα με νόσο Huntington, μια μετάλλαξη προκαλεί αφύσικα μεγάλη διάρκεια της πρωτεΐνης huntingtin. Η μακριά πρωτεΐνη στη συνέχεια τεμαχίζεται σε μικρότερα, τοξικά τμήματα που βλάπτουν το νευρικό σύστημα.

Το 2004, ο Steve Finkbeiner, ερευνητής για τη γήρανση στα Ινστιτούτα Gladstone και στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, στο Σαν Φρανσίσκο, μελετούσε τη συσσώρευση πρωτεΐνης Huntingtin σε καλλιεργημένους νευρώνες. Η ομάδα του έδειξε ότι παρόλο που όλοι οι νευρώνες που εξέφραζαν την ανώμαλη πρωτεΐνη huntingtin πέθαναν με την πάροδο του χρόνου, οι νευρώνες που είχαν συσσωματώματα Huntingtin επιβίωσαν περισσότερο από εκείνους που δεν είχαν.

«Ήταν η πρώτη απόδειξη ότι ο σχηματισμός [συσσωματωμάτων] ήταν μια αντίδραση αντιμετώπισης σε άλλες υπομικροσκοπικές μορφές της λανθασμένα διπλωμένης πρωτεΐνης που προκαλούσαν το πρόβλημα», εξήγησε ο Finkbeiner σε ένα email στο Quanta .

Αυτός και άλλοι έχουν δείξει από τότε ότι αυτή η προστατευτική απόκριση συσσωμάτωσης εμφανίζεται και σε άλλες νευροεκφυλιστικές ασθένειες. Μπορεί να εξηγήσει την επαναλαμβανόμενη αποτυχία των πειραματικών δοκιμών για τη θεραπεία της νόσου του Αλτσχάιμερ με τη στόχευση των πλακών, είπε:Εάν οι πλάκες αμυλοειδούς που είναι χαρακτηριστικές της νόσου σχηματίζουν προστατευτικά δεσμούς με την ελαττωματική πρωτεΐνη, τότε η διάσπαση των πλακών μπορεί να κάνει περισσότερο κακό παρά καλό. /P>

«Είναι δύσκολο να το κατανοήσουν οι άνθρωποι, καθώς φαίνεται διαισθητικό ότι τα πράγματα που φαίνονται ανώμαλα πρέπει να είναι «κακά» και παθογόνα», έγραψε ο Finkbeiner. "Αλλά η βιολογία είναι πολύπλοκη, γεμάτη από πολλούς βρόχους ανατροφοδότησης, επομένως είναι σημαντικό να μην ξεγελιούνται οι άνθρωποι βγάζοντας βιαστικά συμπεράσματα."

Μια παγκόσμια πρόκληση με πολλές λύσεις

Η εικόνα που εμφανίζεται ξεκάθαρα τώρα είναι ότι η συσσώρευση πρωτεϊνών δεν είναι ένα φαινόμενο που περιορίζεται σε νευροεκφυλιστικές ασθένειες:Είναι μέρος κάθε κυττάρου που ζει αρκετά για να γεράσει. Πολλές φυσιολογικές, αναπτυξιακά σημαντικές πρωτεΐνες όπως η DDX5 έχουν την τάση να συσσωματώνονται και η αντιμετώπιση αυτής της συσσώρευσης είναι μια παγκόσμια πρόκληση που κάθε κύτταρο πρέπει να αντιμετωπίσει.

Δεδομένου ότι τα κύτταρα αντιμετωπίζουν αυτό το πρόβλημα για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα, η πρόληψη της συσσώρευσης μπορεί να ήταν μια σημαντική δύναμη στην εξέλιξη των πρωτεϊνικών αλληλουχιών. Επειδή οι άφθονες πρωτεΐνες είναι επιρρεπείς στη συσσωμάτωση και οι μεταλλάξεις αυξάνουν αυτή την τάση, η φυσική επιλογή έναντι μεταλλάξεων σε άφθονες πρωτεΐνες είναι πιθανό να είναι πολύ ισχυρή. (Αυτό το συμπέρασμα υποστηρίζεται από την παρατήρηση ότι στα νεαρά ζώα, οι περισσότερες άφθονες πρωτεΐνες τείνουν να έχουν χαμηλότερους ρυθμούς μετάλλαξης.) Έτσι οι σπάνιες πρωτεΐνες μπορεί να εξελίσσονται πιο γρήγορα από τις άφθονες πρωτεΐνες και ένας ταχύτερος εξελικτικός ρυθμός θα πρέπει να συσχετίζεται με την τάση για συσσώρευση.

Οι Brunet και Jarosz παρατήρησαν ότι αυτό το φαινόμενο ήταν πιο έντονο στον εγκέφαλο του killifish. Οι ερευνητές υπέθεσαν ότι αυτές οι πρωτεΐνες που συσσωματώνουν μπορεί να ήταν κλειδιά για καινοτομίες στο όργανο. Αν ναι, οι εξελικτικές αλλαγές στον εγκέφαλο που τον έκαναν τόσο σημαντικό όργανο στα σπονδυλωτά μπορεί επίσης να έχουν κάνει το όργανο πιο ευάλωτο σε εκφυλιστικές ασθένειες που προκαλούνται από τη συσσώρευση.

Πράγματι, είναι πιθανό ότι κάθε ιστός και όργανο πρέπει να βρει μια διαφορετική ισορροπία ή αντιστάθμιση μεταξύ του να κάνει τη δουλειά του και τη διαχείριση της συσσώρευσης πρωτεϊνών, είπε ο Jarosz. Κάθε ιστός έχει μοναδικές λειτουργικές απαιτήσεις και περιορισμούς στους οποίους πρέπει να υπακούει:Τα εντερικά κύτταρα ανατρέπονται συνεχώς. Τα ενδοκρινικά κύτταρα παράγουν και εκκρίνουν ορμόνες. Τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος αναλαμβάνουν δράση όταν εντοπίζουν εισβολείς. ο εγκέφαλος επεξεργάζεται πληροφορίες. Οι διαφορετικές θέσεις εργασίας απαιτούν διαφορετικές πρωτεΐνες, πράγμα που σημαίνει ότι οι εξελιγμένες στρατηγικές για την αντιμετώπιση της συσσώρευσης πρωτεϊνών θα διαφέρουν από ιστό σε ιστό και από ζώο σε ζώο. Επειδή ο εγκέφαλος των σπονδυλωτών στο σχετικά πρόσφατο παρελθόν έχει εξελιχθεί πολύ πιο εκτεταμένα και γρήγορα από ό,τι, ας πούμε, οι μύες, ο μηχανισμός ελέγχου ποιότητας πρωτεΐνης μπορεί να μην είχε ακόμη αρκετό χρόνο για να αναπτύξει επαρκείς προστασίες έναντι της συσσώρευσης σχετικά νέων πρωτεϊνών.

Ωστόσο, το θεμελιώδες πρόβλημα της συσσώρευσης πρωτεϊνών υπάρχει για όλους τους οργανισμούς καθημερινά, όχι μόνο κατά τη διάρκεια ενδιάμεσων ασθενειών ή τεράστιου στρες. Οι πρωτεΐνες τύπου prion DDX5 και παρόμοιες πρωτεΐνες «έχουν μια εγγενή τάση να συσσωματώνονται και ο οργανισμός προσπαθεί να προστατευτεί από τη συσσώρευση», είπε ο David. "Είναι κάτι φυσιολογικό με το οποίο πρέπει να αντιμετωπίσουμε όλοι."

Και το γεγονός ότι η συσσώρευση πρωτεϊνών σε όλο το σώμα είναι ένας παράγοντας για τη γήρανση οργανισμών τόσο διαφορετικών όπως η μαγιά, τα σκουλήκια, οι μύγες, τα ψάρια, τα ποντίκια και οι άνθρωποι, πρόσθεσε, «σημαίνει ότι εμείς, ως χωράφι, θα πρέπει να πληρώνουμε πολύ περισσότερα. προσοχή σε αυτό."