Найден новый молекулярный механизм борьбы с холестерином

Исследователи из Университета Барселоны (UB) и Института биомедицинских исследований Август Пи и Саньер (IDIBAPS) обнаружили новый молекулярный механизм, участвующий в регуляции движения холестерина в клетках, что является важным процессом для правильного функционирования клеток.

Исследование, опубликованное в журнале Клеточные и молекулярные науки о жизни, также идентифицирует белок Аннексин А6 (AnxA6) в качестве ключевого фактора в настоящих правилах и в качестве потенциальной терапевтической мишенью для борьбы с болезнями, которые вызваны накоплением холестерина и других липидов в эндосомах, таких как болезнь Ниманна-Пика тип С1, которое вызывает поражения печени и слабоумие.

Исследование проводится под руководством Карлеса Энриша и Карлеса Рентеро, преподавателей отделения клеточной биологии на кафедре биомедицины факультета медицины и медицинских наук в УБ и Центра биомедицинских исследований CELLEX (IDIBAPS-UB). Это результат шестилетних исследований и сотрудничества с Томасом Гревалом из Университета Сиднея; Элиной Иконен из Университета Хельсинки и исследовательской группой по липидам и сердечно-сосудистой патологии Института биомедицинских исследований при больнице Сан-Пау.

Исследование с помощью технологии редактирования CRISPR / Cas9

Холестерин играет важную роль в организации мембран, а также модулирует везикулярный транспорт, основные механизмы функционирования клетки. Для координации и регулирования баланса, или гомеостаза в холестерине, клетки разработали молекулярный механизм, который до конца еще не изучен. 

"Понимание этих механизмов очень важно для лечения заболеваний, при которых происходит накопление холестерина и других липидов, которые вызывают серьезные физиологические изменения в печени, селезенке и особенно в нервной системе", - отмечают Карлес Энрич и Карлес Рент-Теро.

Одним из таких заболеваний является Ниман-пик типа С1, вызванный мутацией в гене NPC1, которая вызывает накопление холестерина во внутренней части клетки эндосомы. Для изучения этого механизма исследователи использовали метод генетического редактирования CRISPR / Cas9 для блокирования молекулы-белка AnxA6-в клетках с фенотипом заболевания. Эффект такого блока приводил к высвобождению холестерина из эндосомы, что свидетельствует о существенной роли этого белка в регуляции переноса холестерина.

Увеличение контактных площадок мембран

Результаты исследования также показывают, что это высвобождение произошло благодаря значительному увеличению контактных площадок мембран (MCS), нанометрических структур, которые можно увидеть с помощью электронной микроскопии. По мнению авторов, эти мембранные контактные площадки находятся всего лишь в нескольких клетках внутри пораженных пациентов, поэтому глушение AnxA6 индуцирует создание MCS, останавливает эффект мутации гена NPC1 и перенаправляет холестерин в другие клеточные компартменты, возвращая клетке нормальность.

"Полученные результаты могут помочь в лечении клинического влияния накопления холестерина у Нимана-пик и еще около двенадцати заболеваний, среди которых есть различные виды рака (поджелудочная железа, простата, молочные железы), в которых липидный обмен играет фундаментальную роль", - отмечают исследователи.

Новая парадигма в изучении транспорта холестерина клетками

Мембранные контактные площадки, участвующие в транспорте холестерина, являются новаторским результатом в этой области, поскольку исследователи полагали-до сих пор - что транспорт липидов осуществлялся через везикулы и тип специализированных белков. 

"Мы не так много знаем о функционировании и динамике контактных участков мембран, но это исследование идет вместе с недавними и показывает, что МCS являются новой парадигмой для понимания регуляции, транспорта и гомеостаза липидов, холестерина и кальция", - заключают исследователи.