Protein Rhes staví tunely pro huntingtin

Podle této studie mutovaný huntingtin, protein podílející se na Huntingtonově nemoci, cestuje od jednoho neuronu k druhému s využitím sítě tunelů vystavěných proteinem s názvem Rhes (Ras homolog enriched in the striatum, monomerní buněčná bílkovina ze skupiny G-proteinů soustředěná ve striatu).

Studie „Rhes cestuje z buňky do buňky, přičemž trasportuje protein Huntingtonovy nemoci prostřednictvím výčnělku podobného spojovacím nanotrubicím (tunneling nanotubes, TNT),“ byla publikována v časopisu Journal of Cell Biology.

Huntingtonovu nemoc charakterizuje abnormální produkce a akumulace proteinu zvaného huntingtin, který je rozdělen do malých částeček, jež se k sobě přilepí a vytvoří uvnitř nervových buněk toxické proteinové shluky (agregáty). Agregáty pak postupně naruší funkci těchto nervových buněk a neodvratně vedou k jejich smrti.

Dosavadní studie uvažovaly, že se mutovaný huntingtin (mHtt) zřejmě v mozku šíří pohybem od neuronu k neuronu. Tuto hypotézu podporovala data ze studií nemoci na zvířecích modelech, ale mechanismus zodpovědný za transport mHtt mezi neurony a také za masivní úbytek nervových buněk ve striatu (oblasti mozku zodpovědné za řízení pohybu) je stále málo objasněn.

„Původně jsme spojovali Rhes, malý [protein] nashromážděný ve striatu, s úbytkem buněk ve striatu u Huntingtonovy nemoci,“ uvedli vědci.

Vědci v Scripps Research Institute v Kalifornii nyní zjistili, že Rhes je zodpovědný za vytváření malých trubic zvaných spojovací nanotrubice (TNT, mezibuněčné můstky umožňující mobilitu), které mHtt používá k cestování mezi neurony, dokud se nedostane ke konkrétním oblastem mozku.

„Z tohoto výsledku jsme nadšení. Dokáže vysvětlit, proč má pacient nemoc právě v části mozku zvané striatum,“ napsal docent Srinivasa Subramaniam, Ph.D., z oddělení neurověd na Scripps Research Florida v tiskové zprávě.

Objev byl učiněn poté, co vědci pozorovali neurony myší pod konfokálním mikroskopem s vysokým rozlišením, který jim dovolil vizualizovat buněčné struktury v různé hloubce a vidět malé nitkovité výčnělky spojující různé neurony.

K zjištění, zda mHtt skutečně používá tuto síť tunelů postavenou Rhes k cestování mezi neurony, umístili vědci lidský mHtt protein označený fluorescenčními štítky do neuronů myší a sledovali jeho trajektorii.

Pozorovali, že lidský mHtt cestoval od neuronu k sousední nervové buňce za použití TNT, jako by to byly mosty spojující dva kousky země v jezeře. Jakmile se mHtt dostal bezpečně k druhému neuronu, TNT zmizely.

Podle týmu jsou TNT zapojeny také do přepravy dalších typů nákladů mezi buňkami, včetně lyzozomů a endozomů (malé části buňky, které vstřebávají a recyklují několik molekul).

„Protein Rhes buduje svou vlastní cestu. To nás překvapilo,“ řekl Subramaniam. „Ale není to jen samotný transport. Když už je cesta jednou hotová, může být transportováno mnoho dalších látek.“

Další kroky výzkumu se budou týkat kromě Rhes i role dalších proteinů, které mohou být zapojeny do transportu mHtt. Tento mechanismus může být relevantní i pro další onemocnění.

„Jedna nedávná studie ukazuje, že Rhes stojí také za patologií proteinu tau u myšího modelu Alzheimerovy nemoci,“ napsali vědci a poznamenali, že ačkoli oni nepozorovali, že by normální tau byl transportován tunely, které vytvořil Rhes, může to být možnost, která by se měla na myších testovat.

„Studie trasportu mHtt prostřednictvím tunelů vybudovaných proteinem Rhes vytváří také novou perspektivu v porozumění mechanismu ohrožení mozku [u Huntingtonovy nemoci], což může vést k novým terapeutickým příležitostem blokování pohybu mHtt mezi buňkami prostřednictvím Rhes a tím i progrese HN,“ dodali.

Joan Carvalho, červen 2019, překlad Zuzana Maurová