Накопление ненужных белков может увеличить риск развития склероза

Неясно, как начинается БАС (боковой амиотрофический склероз). Эффективного лечения не существует, а быстро прогрессирующее состояние является неизлечимым. Таким образом, открытие связи с «мусорными» (или нефункциональными) белками в новом исследовании является интересным для ученых. Исследование опубликовано в журнале Molecular Cell.

БАС, часто называемый болезнью Лу Герига в честь известного бейсболиста с этим заболеванием, представляет собой дегенеративное заболевание двигательных нейронов, сопровождающееся постепенной гибелью нервов, контролирующих мышцы и движения.

Одной из подсказок могут быть связи между белками, богатыми определенной аминокислотой, и стрессом в органелле, называемой ядрышком, в клетках пациентов с БАС. Хотя предыдущие исследования показали, что варианты генов, связанные с БАС, могут производить эти белки, вызывающие стресс клеток, точная причина повреждения еще не определена.

Команда под руководством исследователей из Испанского национального центра исследования рака (CNIO) использовала тесты на клеточных культурах и клетках мышей для дальнейшего изучения связи между накоплением мусорного белка и повреждением клеток при БАС.

«В нашей работе мы сообщаем о новой модели, которая объясняет, как ядрышковый стресс вызывает токсичность в клетках животных, и мы предоставляем прямые доказательства того, что он ускоряет старение млекопитающих», — говорит Ванеса Лафарга, молекулярный биолог из CNIO.

Исследователи пошли по сложному биологическому пути, начав с того, что мы уже знаем о наследственном БАС: он характеризуется обилием токсичных пептидов (химических фрагментов), богатых аминокислотой аргинин.

Исследование связало это вредное изобилие с нарушением способности клеток производить ключевые белки, необходимые организму для функционирования. По мере того как производство ломается, ненужные белки накапливаются, не имея при этом никакой работы.

Биологические производственные машины, задействованные в этом процессе, называются рибосомами, и существует важная связь с другой группой редких заболеваний, называемых рибосомопатиями, при которых происходит нечто подобное. Знание того, что эти заболевания имеют некоторые общие характеристики с БАС, должно помочь нам лучше понять его.

Это исследование показало, что разрушительное воздействие этих мусорных белков – например, с точки зрения обмена сообщениями и восстановления клеток – хорошо сочетается с тем, что ранее наблюдалось при БАС.

«Эти белки в конечном итоге разрушают системы клеточного клиренса, что в конечном итоге приводит к гибели мотонейронов», — говорит Оскар Фернандес-Капетильо, молекулярный биолог и заместитель директора CNIO.

Мы все еще находимся на самой ранней стадии, поскольку эти связи только что были обнаружены. Однако эти знания можно использовать в дальнейшем для устранения коренных причин таких состояний, как БАС.

Поскольку ядрышковый стресс также вызывает определенные изменения, которые указывают на ускоренное биологическое старение или на скорость, с которой клетки проявляют признаки износа и в конечном итоге умирают, это открытие может найти применение помимо лечения БАС.

«Мы делаем первые шаги, чтобы увидеть, сможем ли мы придать этим открытиям терапевтический смысл», — говорит Фернандес-Капетильо. «Мы должны найти способы сократить производство рибосом, чтобы уменьшить количество отходов, сохраняя при этом достаточное их количество, чтобы гарантировать правильное функционирование клеток».