Очистка клеток мозга от «мусора» избавила мышей от болезни Альцгеймера

Американские молекулярные биологи защитили мышей от появления болезни Альцгеймера с помощью препарата, который заставляет их нервные клетки активнее утилизировать поврежденные белковые молекулы и другой клеточный «мусор». Результаты исследования опубликовал научный журнал Cell.

Главным признаком и возможной причиной болезни Альцгеймера может быть патогенный белок бета-амилоид, который накапливается внутри клеток мозга. Этот белок представляет собой обрывки белка APP, который играет важную роль в формировании связей между нейронами. Еще одной причиной той же болезни может быть концентрация поврежденных молекул еще одного вещества – тау-белка.

Предотвратить болезнь Альцгеймера ученые пытаются двумя путями: разрушая бляшки бета-амилоида, клубки тау-белка и другого клеточного «мусора» или же мешая им накапливаться внутри нейронов. Однако пока оба подхода не подтвердили свою эффективность в клинических испытаниях.

В новой работе профессор Медицинского колледжа им. Эйнштейна Анна-Мария Куэрво и ее коллеги предложили альтернативный путь для борьбы с болезнью Альцгеймера. Они воспользовались уже существующими в клетках системами очистки от «мусора», работу которых могут нарушать нейродегенеративные болезни или старость.

Отдельное внимание ученые уделили системе CMA – набору белковых меток и ферментов, которые отвечают за обнаружение и транспортировку скоплений поврежденных белков в лизосомы, клеточные “мусоросжигатели».

«Мы знали, что ферменты комплекса CMA способны перерабатывать поврежденные молекулы тау-белка. При развитии болезни Альцгеймера в клетках скапливаются столь большие количества подобного «мусора», что эта система, по сути, выходит из строя. Мы создали короткую молекулу, которая заставляет клетки активнее вырабатывать один из ключевых компонентов CMA, что нормализует его работу”, – объяснила Куэрво.

Ученые проверили, что произойдет, если отключить часть ее компонентов в клетках мозга мышей. Оказалось, что в результате клубки тау-белка и бета-амилоида стали формироваться гораздо быстрее. В результате грызунов быстро поразил аналог болезни Альцгеймера. Однако когда ученые увеличивали активность CMA, это защищало грызунов от гибели нейронов, даже если они были генетически предрасположены к развитию деменции.

Затем Куэрво и ее коллеги решили узнать, как можно увеличить активность CMA без вмешательства в геном пациента. Для этого биологи изучили, как меняется работа отдельных компонентов этой системы по мере старения людей и мышей.

Оказалось, что эффективность ее работы уменьшалась вместе с активностью рецепторов LAMP2A на поверхности лизозом, которые нужны для транспортировки белкового «мусора» внутрь этих органелл. Руководствуясь этой идеей, биологи создали короткую молекулу, CA, которая восстанавливала нормальную работу гена LAMP2A.

Шаперон-опосредованная аутофагия в нейроне: белковый шаперон (красный кружок), сопровождающий молекулу поврежденного тау-белка (зеленый), стыкуется с рецептором LAMP2 (синий) на лизосоме клетки (оранжевый) и проталкивает тау-белок внутрь лизосомы, где это «переваривается». Представлено: Медицинский колледж Альберта Эйнштейна.  https://medicalxpress.com/news/

Это лекарство биологи проверили на двух группах мышей, которые были предрасположены к болезни Альцгеймера. Дальнейшие наблюдения показали, что у мышей, которым CA давали на протяжении нескольких месяцев, улучшилась память и координация. Это происходило, даже когда грызуны получали лекарство уже после появления хорошо заметных симптомов болезни.

Ученые надеются, что созданное ими лекарство избежит судьбы многих других перспективных средств от болезни Альцгеймера, которые не прошли вторую или третью фазу клинических испытаний. Определенную надежду на это, по словам Куэрво, дает то, что активность CMA в клетках и мышей, и людей по мере старения падает одинаково.

Источник: https://nauka.tass.ru

26.04.2021