Американские биологи открыли белок, защищающий мозг от появления болезни Альцгеймера
Нехватка этого белка у мышей приводит к появлению болезни Альцгеймера. Ученые считают, что то же самое может происходить и в организме человека.
Американские молекулярные биологи открыли белок, который отвечает за переработку "белкового мусора" из клеток, пишет ИТАР-ТАСС. Мутации в нем практически гарантированно приводят к очень быстрому появлению болезни Альцгеймера. Результаты исследования опубликовал научный журнал Science Advances.
«Мы открыли эту цепочку генов, изучая опухоли мозга. Однако она оказалась связана и с нейродегенеративными заболеваниями. В частности, мы показали, что нехватка белка ATG16L и старение приводят к тому, что болезнь Альцгеймера появляется у мышей. Есть основания полагать, что нечто похожее происходит и в мозге человека», – рассказал один из авторов исследования, иммунолог из Детской исследовательской больницы имени святого Иуды (США).
Как предполагают ученые, главный признак и возможная причина болезни Альцгеймера – это накопление внутри клеток мозга вредоносного белка, так называемого бета-амилоида. Он представляет собой обрывки белка APP. Тот, в свою очередь, играет важную роль в формировании связей между нейронами.
По пока неизвестным причинам в организме некоторых людей переработка старых молекул АРР нарушается. В результате так называемой «обрезки» этого белка скапливаются в клетках и тканях мозга, и из них формируются токсичные саморазмножающиеся клубки. Они постепенно убивают нейроны. Это в конечном итоге приводит к деменции и гибели человека.
Ученые всего мира давно пытаются понять, что именно становится причиной болезни Альцгеймера или ускоряет ее появление. За последние годы биологи нашли десятки генетических факторов риска, которые повышают вероятность ее появления. Самым значительным из них пока остается вариация E4 в гене APOE. Если у человека две копии Е4, это повышает его шансы на старческое слабоумие в 15 раз.
Ученые из США открыли еще один потенциальный фактор риска, а также выяснили механизм, который защищает мозг от накопления «обрезков» АРР и формирования бляшек бета-амилоида. Для этого они изучали цепочку генов, которая связана с процессом LANDO. Так ученые называют одну из форм аутофагии – переработки «белкового мусора». Нарушения в работе этого процесса связаны с развитием различных раковых опухолей.
В работе LANDO, как объясняют исследователи, замешано несколько генов, которые отвечают за формирование так называемых аутофагосом. Это особые пузырьки, в которые попадают поврежденные белковые молекулы. Когда аутофагосомы заполняются, их доставляют в клеточные "мусоросжигатели" – лизосомы, где молекулы расщепляются на аминокислоты.
В работе LANDO, как объясняют исследователи, замешано несколько генов. Они отвечают за формирование так называемых аутофагосом. Это особые пузырьки, в которые попадают поврежденные белковые молекулы. Когда аутофагосомы заполняются, их доставляют в клеточные «мусоросжигатели» – лизосомы, где молекулы расщепляются на аминокислоты.
Долгое время изучая функции одного из компонентов аутофагосом, белка ATG16L, ученые нашли намеки на то, что это вещество не только отвечало за процесс сборки и переработки произвольных белковых молекул, но и было непосредственно связано с утилизацией бета-амилоида и обрезков белка APP.
Грин и его коллеги создали новую линию трансгенных мышей. Ген этих животных, которые отвечает за производство молекул ATG16L, ученые модифицировали таким образом, чтобы в молекулах белка не было той части, которая предположительно связывается с бета-амилоидом.
Долгие наблюдения за животными показали, что такое изменение почти гарантированно приводило к тому, что у мышей ко второму году жизни развивалась полноценная болезнь Альцгеймера. Это проявлялось как в том, что в их нейронах и тканях мозга накапливались бета-амилоид и обрезки APP, так и в формировании клубков тау-белка, еще одного из предположительных "виновников" появления этого нейродегенеративного заболевания.
Ученые сравнили уровень активности ATG16L в нервных клетках здоровых людей и жертв болезни Альцгеймера. Оказалось, что у последних она была ниже примерно на 50%. Вероятно, это замедлило переработку поврежденных молекул APP и в результате помогло сформироваться бляшкам бета-амилоида и скоплениямы тау-белка.
Опыты на мышах с поврежденной формой ATG16L показали, что эти процессы можно остановить или замедлить с помощью экспериментального препарата MCC950. Он подавляет формирование очагов воспалений в мозге и других типах нервной ткани. Подобные результаты дают надежду на то, что аналогичным образом можно будет замедлить развитие болезни Альцгеймера и у людей, подытожили ученые.
Фото из открытых интернет-источников.