Transcript Tau proteini u cerebrospinalnoj tekućini kao biološki biljezi

Tau proteini u cerebrospinalnoj
tekućini kao biološki biljezi
Alzheimerove bolesti
Hrvatska zaklada za znanost
Projekt br. 09/16 (2012-2014)
Mirjana Babić
Laboratorij za razvojnu neuropatologiju
Hrvatski institut za istraživanje mozga
1. Dvije vodeće hipoteze o nastanku
Alzheimerove bolesti
Andreasson et al., 2007.
2. TAU HIPOTEZA
• Neurofibrilarni snopići (NFS): građeni od
neprimjereno hiperfosforiliranog tau proteina
• brojnost NFS u mozgu bolesnika s AB u direktnoj
korelaciji sa stupnjem demencije!
Neurofibrilarni snopići
TAU protein
• skupina s mikrotubulima povezanih proteina (MAP)
• MAP tipa 1: MAP1A i MAP1B
• MAP tipa 2: MAP2A, MAP2B, MAP2C, MAP2D, ne-neuronski
MAP4 i tau
• Tau: eksprimirani u neuronima
• Uloga: sklapanju monomera tubulina u mikrotubule, te tvorba
neuronalne mreže mikrotubula
• Mikrotubuli: održavaju oblik i
polarnost neurona te služe kao
putovi za aksonalni transport.
3. HIPERFOSFORILIRANI TAU PROTEIN U
DRUGIM NEURODEGENERATIVNIM
BOLESTIMA
• Kortikobazalna degeneracija(CBD)
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Dementia pugilistica
Demencija samo s tangletima
Demencija s tangletima i kalcifikacijom
Multipla sistemska atrofija (MSA)
Downov sindrom (DS)
Progresivna supranuklearna kljenut (PSP)
Frontotemporalna (Pickova) demencija (FTD)
Bolest argirofilnih zrnaca (AGD)
Gerstmann-Sträussler-Scheinker (GSS) sindrom
Miotonička distrofija
Niemann-Pick bolest tipa C
FTDP-17
4. FOSFORILACIJA TAU PROTEINA
E2
E3
0
100
PO4
S/T - P
Cysteines
R2
Proline
200
R1
E10
300
R3
R4
400
Microtubules binding domain
• opisano 85 fosforilacijskih mjesta: Thr39, Ser46Pro,
Thr50Pro, Thr69Pro, Thr153Pro, Thr175Pro, Thr 181Pro, Ser198,
Ser199Pro, Ser202Pro, Thr205Pro, Ser208, Ser210, Thr212Pro, Ser214,
Thr217Pro, Thr231Pro, Ser235Pro, Ser237, Ser241, Ser262, Ser285,
Ser305, Ser324, Ser352, Ser356, Ser396Pro, Ser400, Thr403, Ser404Pro,
Ser409, Ser412, Ser413, Ser416 and Ser422Pro…
• Fosforilacija Tau proteina regulirana fosfatazama i
kinazama
Fosforilacija Tau je različita u normalnom mozgu i
Alzheimerovoj bolesti
• Fosforilacijom su regulirane različite uloge Tau
proteina:
1. Fosforilacija tau proteina i sortiranje u stanici:
Fosforilacijom tau proteina se može usmjeravati prijenos i
kompartimentizacija tau u neuronu
2. Fosforilacija Tau u razvoju
•
•
•
•
fosforilacija je visoka u fetalnom razdoblju
smanjuje se tijekom starenja zbog aktivacije fosfataza
nakon 35 godine: povećanje fosforilacije Tau iznova
smrt: opća defosforilacija Tau proteina
3. Fosforilacija tau proteina i slaganje mikrotubula
•
•
•
neprimjerena hiperfosforilacija (više od 8 do12 mola fosfata)
promjene konformacije tau molekule
gubitak sposobnosti stvaranja poprečnih mostova koji
povezuju mikrotubule
• Abnormalno hiperfosforilirani tau:
u NFS i citosolu moždanog tkiva bolesnika s AB
• Hiperfosforilirani tau protein iz citosola:
uzrokuje odvajanje normalnog tau proteina od
mikrotubula
• mjesta fosforilacije tau proteina koja su vjerojatno
odgovorna za pretvorbu tau proteina u „toksični“
oblik: Ser 199/202/205, Thr 212, Thr 231/Ser 235, Ser
262/356 te Ser 404
• Fosforilacija na Thr 231, Ser 396 i Ser 422:
međusobno povezivanje tau proteina u vlakanca
Stupanj fosforilacije Tau proteina je ovisan o fazi
bolesti
1. pre-neurofibrilarni snopići
(pT231, pS262 i pT153)
2.
intra-neurofibrilarni snopići
(pT175/181, 12E8 (pS262/pS356),
pS422, pS46, pS214)
3. ekstra-neurofibrilarni snopići
(AT8 (pS199/pS202/pT205), AT100
(pT212/pS214) i PHF-1
(pS396/pS404) antitijela)
Kombinacija i broj različitih kinaza regulira količinu
fosforilacije u određenom stadiju nastanka
neurofibrilarnih snopića
5. Fosforilirani Tau-novi biološki biljeg
u dijagnostici Alzheimerove bolesti
• Kombinacije markera najučinkovitija:
1. MRI
2. PET
3. Biološki biljezi iz cerebrospinalne tekućine
(Aβ protein, ukupni Tau, fosforilirani oblici Tau)
• Dobar biološki biljeg:
1. osjetljivost veća od 80% (vjerojatnost detekcije bolesti)
2. specifičnost veća od 80% (razlikuje AB od drugih tipova
demencije).
Osnovni biološki biljezi iz likvora
Aβ1-42
T-tau
P-tau181
Novi biološki biljezi iz likvora
P-tau199
P-tau231
VILIP-1
• razlikovanje AB od normalnog starenja
određivanjem:
1.ukupnog Tau: 300% veća u konc. kod AB nego u
zdravih pojedinaca
2.amiloida β42: 50% manja konc. kod oboljelih od AB
nego u zdravih pojedinaca
• koncentracija fosforiliranih Tau proteina je također
povišena u oboljelih od Alzheimerove bolesti
Babić i sur., 2014.
1. Ukupni tau i p-tau 181: povišeni kod oboljelih od
Alzheimerove bolesti nego kod pojedinaca s FTLD, VaD i
kontrole.
2. Ukupni tau i p-tau 199: korisni markeri u razlikovanju AB
od VaD.
3. Ukupni tau, p-tau181 i p-tau199: u razlikovanju AD od
FTLD.
4. Mjerenjem ukupnog tau i p-tau199: uspješno
klasificirano 88% pacijenata s FTLD.
Neinvazivno mjereni potencijalni biološki
biljezi AB
Laczo et al., 2009.
Mjerenje evociranih potencijala.
• Komponentama evociranih potencijala (reakcijsko vrijeme i
amplituda P300) je se uspjelo razlikovati dvije grupe pacijenata sa
blagim kognitivnim poremećajem – sa patološkim i normalnim
razinama p-tau199 i VILIP-1.
Babić i sur., 2014.
HVALA NA PAŽNJI!