Ученые, возможно, наконец выяснили, как болезнь Альцгеймера убивает клетки мозга
Исследователи из Королевского колледжа Лондона выявили ранее неизвестный процесс – кариоптоз, который может объяснить, как накопление токсичных белков приводит к гибели нейронов при болезни Альцгеймера и лобно-височной деменции, открывая путь к новым методам лечения.
Ученые, возможно, нашли недостающее звено, объясняющее, как клетки мозга умирают при болезни Альцгеймера и лобно-височной деменции (ЛВД). Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, открывает ранее неизвестный механизм гибели клеток, названный кариоптозом.
Многие нейродегенеративные заболевания, включая болезнь Альцгеймера, ЛВД и боковой амиотрофический склероз, характеризуются накоплением вредных белков внутри нейронов. Со временем эти белки вызывают гибель нервных клеток, что приводит к потере памяти и другим симптомам. Хотя ученые давно знают о нескольких формах гибели клеток, таких как апоптоз, эти механизмы никогда полностью не объясняли обширную потерю нейронов, наблюдаемую при этих расстройствах.
Теперь исследователи из Королевского колледжа Лондона в сотрудничестве с Британским институтом исследований деменции и при поддержке организации Alzheimer's Research UK идентифицировали кариоптоз как потенциальное недостающее звено между накоплением токсичных белков и гибелью клеток мозга. Кариоптоз представляет собой серию химических реакций, запускаемых при накоплении токсичных белков внутри клетки. В ходе процесса ядро клетки, содержащее генетический материал, постепенно сморщивается и в конечном итоге распадается.
В исследовании были проанализированы 3000 клеток мозга 28 человек с ЛВД или терминальной стадией болезни Альцгеймера. С помощью вычислительных алгоритмов исследователи идентифицировали различные формы гибели клеток в тканях. Признаки кариоптоза были обнаружены в 35% клеток из фронтальной коры мозга людей с болезнью Альцгеймера по сравнению с всего лишь 15% клеток здоровых пожилых людей.
Ученые также раскрыли ключевой молекулярный путь, который, по-видимому, контролирует кариоптоз. Они обнаружили, что принудительное слипание белков внутри нейронов, характерное для многих нейродегенеративных заболеваний, может запускать этот разрушительный процесс. Накопление токсичных белков дестабилизирует внешнюю мембрану ядра, заставляя его сжиматься и в конечном итоге распадаться. Затем команда исследовала белки, известные как киназы, которые действуют как молекулярные переключатели в этом пути. В лабораторных экспериментах на нейронах крыс блокирование этих переключателей уменьшало маркеры, связанные с кариоптозом. В частности, взаимодействие между киназой p38 MAPK и белком LaminB1 оказалось многообещающей мишенью для замедления или предотвращения распада ядра.
Исследователи полагают, что этот путь в конечном итоге может привести к разработке методов терапии, снижающих потерю клеток мозга при деменции. Их следующая цель – найти способы избирательного воздействия на взаимодействие между p38 MAPK и LaminB1 у людей. Как отметила доктор Ребекка Кастертон, старший научный сотрудник Британского института исследований деменции при Королевском колледже и первый автор статьи: «Наше исследование открывает новую серию химических событий, которые могут координировать гибель клеток в мозге. Мы начали составлять дорожную карту того, как работает кариоптоз, и я взволнована будущими прорывами, которые это может стимулировать в сообществе исследователей деменции и за его пределами».
