Исследование Чикагского университета Лойолы показало, что аномальные белки, обнаруженные при болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона и болезни Хантингтона, обладают одинаковой способностью вызывать повреждения, когда они проникают в клетки мозга.
Открытие потенциально может объяснить механизм, с помощью которого болезнь Альцгеймера, Паркинсона, Хантингтона и другие нейродегенеративные заболевания распространяются в головном мозге и нарушают нормальные функции мозга.
Открытие также предполагает, что эффективное лечение одного нейродегенеративного заболевания может работать и для других нейродегенеративных заболеваний.
Исследование старшего автора Эдварда Кэмпбелла, доктора философии, первого автора Уильяма Флавина, доктора философии, и его коллег опубликовано в журнале Acta Neuropathologica.
"Возможная терапия будет включать повышение способности клетки мозга расщеплять скопление белков и поврежденные везикулы," Кэмпбелл сказал. "Если бы мы могли сделать это при одном заболевании, можно было бы спорить, что терапия была бы эффективной при двух других заболеваниях."
Нейродегенеративные заболевания вызываются гибелью нейронов и других клеток головного мозга, при этом различные заболевания поражают разные области мозга. Болезнь Альцгеймера разрушает память, а болезни Паркинсона и Хантингтона влияют на движение. Все три болезни прогрессируют, изнуряют и неизлечимы.
Предыдущие исследования показали, что при всех трех заболеваниях белки, которые неправильно свернуты, образуют скопления внутри клеток мозга. Эти скопления распространяются от клетки к клетке, что в конечном итоге приводит к гибели клеток. В каждом заболевании участвуют разные белки: тау-белок при болезни Альцгеймера, альфа-синуклеин при болезни Паркинсона и хантингтин при болезни Хантингтона.
Исследование Лойолы было сосредоточено на том, как эти неправильно свернутые белковые сгустки проникают в здоровую клетку мозга. Авторы заметили, что как только белки попадают внутрь клетки, они попадают в пузырьки (небольшие отсеки, заключенные в мембраны). Белки повреждают или разрывают мембраны везикул, позволяя белкам затем проникать в цитоплазму и вызывать дополнительную дисфункцию. (Цитоплазма – это часть клетки, которая находится вне ядра).
Исследование Лойолы также показало, как клетка реагирует, когда сгустки белка вторгаются в пузырьки: клетка собирает разорванные пузырьки и сгустки белка вместе, чтобы везикулы и белки могли быть разрушены. Однако белки устойчивы к деградации. "Попытка клетки расщепить белки похожа на желудок, пытающийся переварить скопление ногтей," Кэмпбелл сказал.
Флавин сказал, что открытие, что сгустки белка, связанные с тремя заболеваниями, вызывают один и тот же тип повреждения везикул, было неожиданным. Исследователи Лойолы первоначально сосредоточились на белках альфа-синуклеина, связанных с болезнью Паркинсона. Поэтому они попросили соавтора Рональда Мелки, доктора философии, прислать им образцы различных типов альфа-синуклеина. (Чтобы провести эксперимент слепо и непредвзято, исследователи Лойолы не знали, какие типы альфа-синуклеина.) Мелки, исследователь белков из Института нейробиологии Пэрис-Сакле, известен своей способностью генерировать различные типы альфа-синуклеина. Не сообщая исследователям Лойолы, Мелки отправил и другие типы белков. Это привело к неожиданному открытию того, что белки тау и хантингтин также могут повреждать везикулы.
Кэмпбелл подчеркнул, что результаты исследования необходимо продолжить и подтвердить в будущих исследованиях.
Исследование Лойолы озаглавлено, "Разрыв эндоцитарных пузырьков – это консервативный механизм клеточной инвазии амилоидными белками." Он был поддержан грантами Майкла Дж. Fox Foundation, Фонд болезни Паркинсона, Иллинойс, отделение Фонда ARCS, Артур Дж. Фонд Шмитта и другие источники.
Кэмпбелл – доцент кафедры микробиологии и иммунологии Медицинской школы Чикаго Стритч Университета Лойола. Флавин – докторант Чикагского университета Лойола. Другими соавторами являются Закари Грин, Стратос Скарпатиотис и Майкл Чейни из Университета Лойола в Чикаго; Люк Буссе и Рональд Мелки из Института нейробиологии Пэрис-Сакле; и Япин Чу и Джеффри Кордауэр из Медицинского центра Университета Раш.