НОВЫЕ ЗНАНИЯ О ЗАБОЛЕВАНИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

Ученые выявили новые механизмы развития болезни Альцгеймера и бокового амиотрофического склероза

Болезнь Альцгеймера или сенильная деменция — неизлечимое дегенеративное заболевание центральной нервной системы, ключевыми особенностями которого является накопление амилоидных бляшек и нейрофибриллярных клубков в тканях мозга с дальнейшей гибелью нервных клеток и развитием неврологической симптоматики, потерей умственных способностей. Заболевание, к сожалению, широко распространено среди пожилых людей, и считается наибольшим финансовым грузом для общества развитых стран. Возраст является главным фактором риска, по статистике на каждые пять лет после 65-летнего возраста показатель риска увеличивается примерно вдвое, вырастая от 3 случаев в 65 лет до 69 случаев на тысячу человек к 95 годам. Известно, что от Альцгеймера страдал Уинстон Черчилль, Рональд Рейган, Маргарет Тэтчер и многие другие знаменитые люди.

Боковой амиотрофический склероз (БАС) – имеет ряд других названий, к примеру, латеральный склероз, болезнь моторных нейронов, мотонейронная болезнь, болезнь Шарко, в англоязычных странах его называют болезнью Лу Герига. Это неизлечимое медленно прогрессирующее нейродегенеративное заболевание центральной нервной системы, при котором происходит поражение как верхних (моторная кора головного мозга), так и нижних (передние рога спинного мозга, ядра черепных нервов) двигательных нейронов, что приводит к параличам с последующей атрофией мышц. Данная болезнь относится к числу редких (1-2,5 случая на 100 тыс. человек), однако всемирно известна благодаря гениальнейшему астрофизику Стивену Хокингу.

1. Ученые установили механизм, из-за которого у пациентов с болезнью Альцгеймера разрываются связи между клетками головного мозга

Ученые установили, что аномальная форма тау-белка разрушает комплекс ядерной поры, который управляет молекулярным переносом между ядром и цитоплазмой. Ранее исследователям было известно, что аномальная форма тау-белка играет роль в болезни Альцгеймера, однако точный механизм не был определен. Группа ученых из США предположила, что белок разрушает сигналинг между нейронами, что вызывает заболевание.

Исследователи Johns Hopkins University School of Medicine и Massachusetts General Hospital изучили ткань головного мозга пациента с болезнью Альцгеймера после аутопсии, а также провели исследования in vitro на мышиных моделях. Было установлено, что патологический тау-белок разрушает комплекс ядерной поры, ключевую часть мембраны ядра, которая играет роль в обмене белков и РНК с окружающей цитоплазмой. Дефекты в данных комплексах могут также привести к аккумуляции тау-белка внутри нейронов.

Небольшие молекулы могут свободно проходить через комплекс ядерной поры, но молекулы большего размера требуют поддержки, в виде взаимодействия между транспортными рецепторами и белками нуклеопоринами, которые формируют данные комплексы. Сигнальный белок Ran необходим для ядерно-цитоплазматического транспорта, поскольку он регулирует импорт и экспорт молекул через комплексы.

Ученые провели эксперименты на нейронах пациентов с болезнью Альцгеймера и на клеточных моделях, и установили, что фосфорилированный тау-белок напрямую взаимодействует с одним из наиболее многочисленных нуклеопоринов (Nup98), чьи поры разрушались в присутствии тау-белка. Ученые также обнаружили, что Nup98 просачивался в цитоплазму, где стимулировал агрегацию тау-белка.

Ученые полагают, что предотвращение взаимодействия тау-белка и Nup98 может стать многообещающим методом лечения болезни Альцгеймера. Блокирование взаимодействия между тау-белком и ядерной порой позволяет существующим нейронам пациентов становиться более функциональными. Полное исследование представлено в издании Neuron.

2. Ученые обнаружили новый механизм развития бокового амиотрофического склероза

Исследователи выявили, что при БАС мутированные белки SOD1 могут способствовать неправильному фолдингу других белков.

Одной из основных известных причин развития бокового амиотрофического склероза (БАС) являются мутации в гене, кодирующем SOD1, что вызывает неправильный фолдинг белков. Агрегированный SOD1 был обнаружен в моторных нейронах у пациентов с единичным и наследственным БАС. Ученые из Umeå University (Швеция) установили, как мутированный белок переносит свой дефект на другие нормальные белки («белок – изгой способен «заразить» нормальные белки»(с).

Ученые разработали метод, на основе использования антител, для анализа молекулярной структуры белковых агрегатов. Используя новую технологию, ученые выявили два типа скоплений SOD1, которые запускают БАС. Один тип способствует развитию агрессивного заболевания, что демонстрирует, что данные агрегаты являются движущей силой в развитии БАС.

Исследователи ввели в поясничный отдел спинного мозга позвоночника двух типов мышиных моделей очищенные скопления SOD1 человека, выращенные в организме мышей. Вскоре у животных развился БАС. Ученые наблюдали шаблонное распространение агрегатов по медуллярной трубке, что демонстрирует, что агрегаты действуют в качестве шаблона для распространения неправильного фолдинга, и, соответственно, болезни, от нейрона к нейрону.

Ученые надеются, что в будущем будут разработаны препараты, атакующие агрегаты SOD1, а новый раскрытый механизм развития болезни – поможет изобрести лекарство, останавливающее процесс. Подробнее об исследовании можно прочитать в издании EurekAlert

О новейших исследованиях по рассеянному склерозу читайте на сайте медицинского центра ЭВО.

Источники: FierceBiotech, How tau disrupts brain-cell connections in Alzheimer’s disease

FierceBiotech, Newly discovered ALS mechanism could point the way to novel drugs