Новое исследование раскрыло молекулярный механизм прионного белка, белка, ответственного за нейродегенеративные заболевания, который может объяснить, почему нервные клетки дегенерируют при этих нарушениях.
Результаты, опубликованные в журнале eLife, могут однажды привести к созданию более эффективных методов лечения и лечения этих заболеваний.
Прионный белок играет решающую роль в фатальных нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Крейтцфельдта-Якоба у людей и людей "коровье бешенство" у крупного рогатого скота. Прионные заболевания являются частью более крупной группы нейродегенеративных расстройств человека, включая болезни Альцгеймера, Паркинсона и Хантингтона, которые возникают из-за аномального накопления белковых агрегатов в головном мозге.
По словам исследователей, то, как нервные клетки повреждаются при этих заболеваниях, до сих пор оставалось загадкой. "Наша работа показывает, что прионный белок действует как молекулярный выключатель. в "на" положение, один конец белка доставляет токсический сигнал нервным клеткам, а в "выключенный" положение, другой конец белка служит тормозом, чтобы уменьшить токсический сигнал. Более того, медь, металл, который является нормальным компонентом биохимии мозга, смещает прионный белок в сторону "выключенный" штат. Этот новый механизм, в котором две части прионного белка выполняют противоположные функции, до сих пор не был полностью оценен," объяснил автор-корреспондент Дэвид Харрис, доктор медицины, доктор философии, профессор и заведующий кафедрой биохимии Медицинской школы Бостонского университета (BUSM).
Используя мультидисциплинарный подход, включающий электрофизиологические, клеточные и биофизические методы, исследователи обнаружили, что части прионного белка, лишенные "тормозить" область произвела аномальные электрические токи в клетках. Антитела, которые мешали функционированию тормозной области, делали то же самое. Важно отметить, что лечение антителами также вызвало серьезную дегенерацию дендритов нервных клеток, областей, которые необходимы для нормального взаимодействия между нервными клетками. В сотрудничестве с коллегами из Калифорнийского университета (UC) в Санта-Круз, исследователи применили сложную химическую технику, чтобы продемонстрировать, что два конца прионного белка взаимодействуют с каждым, изменяя количество доставляемого токсичного сигнала.
В результате своих выводов исследователи предостерегают от применения антител против приона в качестве возможной терапии как прионной болезни, так и болезни Альцгеймера. "Наше исследование является серьезным предупреждением о возможных пагубных побочных эффектах этой стратегии, поскольку мы показали, что такие антитела вызывают резкую дегенерацию нервных клеток, нарушая нормальную функцию включения-выключения прионного белка," добавил он.
Исследователи надеются, что их исследование приведет к лучшему лечению нейродегенеративных расстройств, а также поможет клиницистам избежать возможных опасных побочных эффектов использования антител к прионному белку в терапевтических целях. "Эти данные дают наилучшую картину «выключенного состояния» прионного белка" сказал соавтор Гленн Миллхаузер, доктор философии, из Калифорнийского университета в Санта-Крус. "Осознание природы этого состояния обеспечивает платформу для разработки лекарств для лечения нейродегенеративных заболеваний. Это захватывающее время для прионной биологии."