Ny AFTD-finansierad forskning publicerad 6 februari i den vetenskapliga tidskriften Cell ger nya och viktiga insikter om tau-proteinackumulering och dess kopplingar till en rad neurodegenerativa sjukdomar, inklusive FTD.

Även om onormal ackumulering av tau i hjärnan anses vara ett kännetecken för cirka 50% av alla fall av FTD, såväl som Alzheimers sjukdom och andra hjärnsjukdomar, har forskarna ännu inte förstått exakt hur proteinet omvandlas från sin normala, funktionella form till en felvikt, skadlig.

De ny studie – ledd av Anthony Fitzpatrick, PhD, från Columbia Universitys Mortimer B. Zuckerman Mind Brain Behavior Institute – har gett nya insikter om proteinets struktur som kan främja kampen mot FTD och andra former av demens och neurodegenerativa sjukdomar.

Tau-filament dekorerade med ubiquitin-kedjor (gul) från kortikobasal degeneration (blå/marinblå) och Alzheimers sjukdom (röd/lila) som härrör från en neuron (Kredit: Veronica Falconieri Hays och Anthony Fitzpatrick/Columbia University's Zuckerman Institute)

Fitzpatrick, tillsammans med ytterligare forskare vid Columbia University samt Mayo Clinic i Florida och Emory University School of Medicine i Atlanta, använde den banbrytande teknologin som kallas kryo-elektronmikroskopi, eller Cryo-EM, för att visualisera tau-filament i oöverträffad detalj. Utredarna parade ihop cryo-EM med en andra teknik, masspektrometri, för att få ytterligare information om den kemiska sammansättningen av molekyler på ytan av tau. Deras arbete avslöjade viktiga egenskaper hos tau i hjärnor som drabbats av Alzheimers sjukdom och kortikobasal degeneration (en FTD-subtyp). Detta kan hjälpa forskare att identifiera biomarkörer för att upptäcka sådana sjukdomar innan symtom uppstår – ett avgörande steg mot att utveckla behandlingar för att förhindra sjukdomsdebut innan hjärnan skadas fysiskt – eller utveckla läkemedel som riktar sig mot sjukdomsrelaterade förändringar i tau-struktur och beteende.

Dr. Fitzpatrick planerar att fortsätta att utöka sitt arbete till andra tauopatier – neurodegenerativa störningar som kännetecknas av avsättning av onormal tau.

"Våra resultat kommer att inspirera till nya metoder för att utveckla diagnostiska verktyg och designa läkemedel," sa Dr. Fitzpatrick i en nyhetssläpp. "Neurodegenerativa sjukdomar är bland de mest komplexa och plågsamma klassen av sjukdomar, men genom vårt och våra kollegors och samarbetspartners arbete bygger vi en färdplan mot framgångsrik diagnostik och terapi."

Denna innovativa forskning finansierades delvis av ett AFTD-forskningsutmärkelse, tilldelat genom vårt FTD Biomarkers Initiative till Dr. Fitzpatrick. (Studieförfattaren Dr. Leonard Petrucelli från Mayo Clinic Jacksonville är också en FTD Biomarkers Initiative-pristagare.) FTD Biomarkers Initiative är en stor AFTD-finansieringsmöjlighet som stödjer innovativ vetenskap för att stimulera upptäckten och utvecklingen av FTD-biomarkörer.

Bilden ovan, Anthony Fitzpatrick vid cryo-EM-mikroskopet (John Abbott för Columbia Universitys Zuckerman Institute)