Болезнь Альцгеймера убивает клетки способом, который ученые ранее не понимали 

Фото из открытых источников

Для лечения болезни Альцгеймера и других видов деменции необходимо понять механизмы, посредством которых они повреждают мозг, в том числе, как токсичное накопление белков внутри нейронов в конечном итоге приводит к их гибели.

Существует множество способов гибели клеток, включая саморазрушительный механизм, известный как апоптоз, который организм использует для выведения отходов, но ни один из них полностью не объясняет то, что наблюдается при нейродегенеративных заболеваниях.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications и проведенном группой ученых из Королевского колледжа Лондона, исследователи задокументировали роль потенциально важного фактора, называемого кариоптозом, то есть процесса дегенерации ядра клетки.

Основываясь на предыдущих исследованиях, команда обнаружила, что кариоптоз происходит, когда вредные отходы накапливаются быстрее, чем клетки могут их выводить. Более того, они определили ключевые компоненты этого процесса, на которые можно воздействовать с помощью лечения.

«Гибель и гибель клеток головного мозга являются причиной многих симптомов, которые испытывают люди, страдающие деменцией», — говорит нейробиолог Ребекка Кастертон из Королевского колледжа Лондона. «Наше исследование выявило новую серию химических событий, которые могут координировать гибель клеток головного мозга. Мы начали разрабатывать план действий по изучению механизма кариоптоза, и я с нетерпением жду будущих прорывов, которые это может принести в сообществе исследователей деменции и за его пределами».

В ходе лабораторного анализа клеток головного мозга человека и крыс исследователи обнаружили, что блокирование процессов удаления «мусора» внутри нейронов — для запуска процесса накопления белка — вызывает специфическую химическую цепную реакцию.

Фермент p38 MAP-киназа помечает структурный белок поддержки ламин B1 для разрушения, что оказывает разрушительное воздействие на корковые нейроны: ядро распадается и разрушается, выбрасывая собственное внутреннее вещество.

Это кариоптоз на самом фундаментальном уровне. Важно отметить, что последующие клеточные эксперименты показали: при блокировании p38 MAPK, хотя накопление токсичных белков не изменялось, разрушение ядра и разрушение клеток значительно замедлялись.

«Целенаправленно воздействуя на взаимодействие между p38 MAP-киназой и ламином B1, мы можем замедлить процесс гибели клеток, выиграв время для более точной терапии конкретных нейродегенеративных заболеваний», — говорит специалист по функциональной геномике Манолис Фанто из Королевского колледжа Лондона.

Также важно отметить, что при анализе 3000 клеток головного мозга 28 пациентов, умерших от лобно-височной деменции (ЛВД) или болезни Альцгеймера , исследователи обнаружили, что 35 процентов клеток из области лобной коры головного мозга демонстрировали признаки кариоптоза — по сравнению с всего 15 процентами у здоровых контрольных лиц того же возраста.

«Таким образом, кариоптоз может быть причиной значительной доли нейрональной дегенерации и, в конечном итоге, гибели клеток при рассматриваемых здесь формах деменции», — пишут исследователи в своей статье.

«Наше исследование выявило новую последовательность химических реакций, которые могут координировать гибель клеток головного мозга», — объясняет Ребекка Кастертон.

Одним из важных следующих шагов является проведение экспериментов, направленных на выявленную здесь комбинацию фермента и белка, лежащую в основе кариоптоза. Это позволит ученым получить больше информации о жизнеспособности возможных методов лечения.

Деменция проявляется в различных формах, на развитие которых влияют разнообразные процессы и факторы риска. Понимание и лечение этого заболевания отчасти обусловлены его сложностью.

Однако, даже если кариоптоз объясняет гибель лишь некоторых клеток в отдельных случаях клеточной деменции, он, по-видимому, является основным фактором, связывающим деменцию с разрушением нейронов, и отсрочка или предотвращение этого разрушения могли бы существенно изменить ситуацию.

«На протяжении десятилетий нам было известно, что токсичные белки накапливаются при болезни Альцгеймера и лобно-височной деменции, но точный механизм, посредством которого они приводят к потере клеток головного мозга, оставался неясным», — говорит Сара Родригес, старший научный руководитель организации Alzheimer's Research UK, которая поддержала это исследование. «Выявление кариоптоза — важнейший шаг на пути к поиску мишеней для лечения, способного остановить или замедлить гибель клеток. Это может расширить возможности терапии, направленной на устранение основных причин заболевания, приближая нас к излечению деменции».