Учёные выяснили, как работают ликвидаторы белкового «мусора» в мозге

Их работа может помочь в создании лекарства от болезни Альцгеймера.

Японские молекулярные биологи открыли ранее неизвестный клеточный механизм, который защищает нейроны в мозге от накопления белкового мусора, а также развития болезни Альцгеймера и прочих нейродегенеративных заболеваний. Исследование учёных опубликовал научный журнал Journal of Cell Biology. 

«Мы выяснили, что белки-кластерины представляют собой особый тип молекул-»оберток», которые присоединяются к заготовкам других пептидов и защищают их от повреждений. Если мы сможем создать аналогичное вещество, которое будет соединяться с бета-амилоидом, то тогда его можно будет использовать для лечения болезни Альцгеймера», — рассказал о своей работе один из авторов статьи, доцент Университета Тиба (Япония) Эйсукэ Итакура.

Сегодня учёные предполагают, что главный признак и возможная причина развития болезни Альцгеймера – накопление внутри клеток мозга так называемого бета-амилоида, патогенного белка. Он представляет собой обрывки белка APP, который играет важную роль в формировании связей между нейронами.

По пока неизвестным причинам в организме некоторых людей нарушается переработка старых молекул АРР. В результате «обрезки» этого белка скапливаются в клетках и тканях мозга и формируются токсичные саморазмножающиеся клубки. Они постепенно убивают нейроны, в результате чего в конечном итоге развивается деменция и человек может погибнуть.

Биологи пока не создали и не открыли веществ, которые могли бы безопасно и действенно уничтожать клубки бета-амилоида или мешать их формированию. Поэтому медики активно ищут другие варианты, которые могли бы замедлить болезнь Альцгеймера, в том числе при помощи генной терапии и задействования ресурсов самого организма.

КЛЕТОЧНЫЙ «ПЫЛЕСОС»

Итакура и его коллеги открыли один из примеров того, как клетки могут проводить подобную самоочистку. Они наблюдали за тем, как культуры человеческих клеток избавлялись от повреждённых белковых молекул, которые возникают внутри них в результате сбоев работе систем сборки цепочек аминокислот.

Внимание учёных привлекли белки из класса кластеринов, большое количество которых человеческие нервные клетки выделяют в окружающую их среду. Эти цепочки аминокислот, как давно предполагают учёные, специализируются на очистке окружающей среды от обрывков различных молекул, которые накапливаются там в результате апоптоза – запрограммированной гибели других клеток.

Японские исследователи предположили, что кластерины могут участвовать и в ликвидации «заготовок» бета-амилоида, а также уже сформировавшихся клубков белкового мусора. Они проверили, так ли это на самом деле, повреждая гены, связанные с синтезом кластеринов и наблюдая за тем, как меняется жизнедеятельность клеток.

Эти опыты подтвердили, что кластерин действительно участвует в уничтожении бета-амилоида, а также раскрыли механизм его работы. Для того, чтобы очистить окружающую среду от «мусора», он должен захватить повреждённую молекулу белка и присоединиться к особому клеточному рецептору, молекуле гепарансульфата, которая раньше считалась одним из путей проникновения вирусов в человеческий организм.

Такой рецептор должен «рассказать» нейрону о доставке новой порции «мусора» и заставит его подготовить лизосому, специальную капсулу для уничтожения подобных отходов жизнедеятельности, где бета-амилоид будет расщеплен на аминокислоты.

Эта особенность кластерина, как отмечают исследователи, позволяет использовать его искусственные копии в качестве своеобразного «пылесоса», который будет заставлять клетки активнее перерабатывать мусор, который будут собирать эти молекулы. Как надеются учёные, подобный подход позволит не только бороться с болезнью Альцгеймера, но и с многими другими нейродегенеративными заболеваниями, которые связаны с накоплением повреждённых молекул в организме.

Источник: ТАСС
Фото: Сергей Карпухин / ТАСС

Вы можете отметить интересные вам фрагменты текста, которые будут доступны по уникальной ссылке в адресной строке браузера.

Помог ли вам материал?
1    0