Обнаружен фермент, вызывающий и болезнь Альцгеймера, и болезнь Паркинсона
Во время проведения нового исследования ученые обнаружили фермент, который стимулирует нейротоксичность при болезни Альцгеймера и при болезни Паркинсона. Блокирование действия этого фермента может помешать развитию этих заболеваний, поэтому ученые считают, что им, скорее всего, удалось обнаружить новую мишень для лекарственного средства.
Эксперты отмечают, что в настоящее время в США проживает более пяти миллионов людей, пострадавших от болезни Альцгеймера, и каждый третий пожилой человек умирает, имея ту или иную форму деменции (слабоумия). Болезнь Паркинсона также ежегодно поражает приблизительно 60 000 взрослых.
Оба заболевания считаются нейродегенеративными, а это означает, что клетки мозга постепенно и необратимо вырождаются до тех пор, пока не погибают окончательно.
Несмотря на то, что между этими двумя заболеваниями существуют различия как на генетическом, так и на структурном уровне, ученые из Университета Эмори (Emory University) в Атланте штата Джорджия, возможно, обнаружили фермент, который вызывает оба состояния. Этот недавно обнаруженный фермент может стать потенциальной мишенью для препарата, предназначенного для борьбы с болезнью Паркинсона.Новое исследование проводилось под руководством доктора философии Кекианга Йе (Keqiang Ye), профессора нейробиологии на Кафедре патологии и лабораторной медицины в Медицинской школе Университета Эмори (Department of Pathology and Laboratory Medicine at the Emory University School of Medicine). Результаты этой работы были опубликованы в журнале «Nature Structural and Molecular Biology».
Белки тау и альфа-синуклеина
Один из аспектов, который разделяют оба заболевания (болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона), касается формирования болезней: для обоих состояний характерно образование нейрофибриллярных белковых комков, способных убивать клетки мозга. При болезни Паркинсона этот белок называется альфа-синуклеином, а при болезни Альцгеймера — белком тау.
При болезни Паркинсона считается, что альфа-синуклеин агрегирует и образует скопления, называемые телами Леви. Эти скопления можно найти во внешнем слое головного мозга, а также глубже, внутри среднего мозга.
При болезни Альцгеймера избыточное производство белка тау образует клубки, которые могут препятствовать транспортировке питательных веществ в нейроны, которые в результате этого голодания погибают.
В предыдущих исследованиях, проведенных доктором Йе и его коллегами, обнаружился фермент под названием аспарагиновая эндопептидаза (АЭП), который делает тау более компактным и более токсичным. Новое исследование показало, что AЭП может оказывать такое же усиливающее влияние и на альфа-синуклеин.Доктор Йе говорит, что при болезни Паркинсона альфа-синуклеин ведет себя так же, как тау при болезни Альцгеймера. Ученые полагают, что если AЭП сократит количество тау, очень вероятно, что он также сократит альфа-синуклеин.
АЭП и нейротоксичность при болезни Паркинсона
Как и ожидали доктор Йе и его команда, АЭП управляет агрегацией (накоплением) альфа-синуклеина и увеличивает его нейротоксичность. Проводя лабораторные эксперименты на мышах, ученые увидели, что вызванная АЭП нейротоксичность приводит к потере нейронов и к утрате двигательных функций.
Исследователи также обнаружили, что АЭП оказывает ножничное «расщепляющее» воздействие на альфа-синуклеин человека. Также было обнаружено, что расщепленные фрагменты альфа-синуклеина становятся более склонными к образованию скоплений (клубков), чем полноразмерная форма белка. При введении в клетки или в мозг мышей расщепленного белка его нейротоксичность была выше.
Кроме того, когда исследователи мутировали белок так, чтобы АЭП не мог его расщепить, то обнаружили, что нерасщепленный белок менее токсичен.Помимо всего прочего, в образцах тканей мозга людей с болезнью Паркинсона доктор Йе и его коллеги обнаружили расщепленные фрагменты альфа-синуклеина, чего не было выявлено в контрольных образцах здоровых людей.
В здоровых контрольных образцах тканей мозга исследователи обнаружили АЭП исключительно в лизосомах, представляющих собой крошечные органеллы внутри клетки, которые действуют как «пищеварительная система». Но в образцах тканей мозга людей с болезнью Паркинсона АЭП перераспределялись и в другие части клетки.
Эти результаты могут указывать на новую потенциальную мишень для препарата для лечения болезни Паркинсона. Испытания, проведенные на животных, уже показали, что АЭП-ингибирующий препарат сохраняет память и может оказывать профилактическое действие на болезнь Альцгеймера.
Хотя исследователи отмечают, что AЭП – не единственный фермент, который разрушает альфа-синуклеин, делая его более токсичным, но доктор Йе со своей командой планируют тестировать AЭП-ингибирующие препараты на животных с болезнью Паркинсона.
