Мутации прионных белков вызывают коровье бешенство и болезнь Крейтцфельдта-Якоба. Хотя они встречаются практически в каждом организме, функция этих белков остается неясной. Исследователи из Цюрихского университета и Университетской клиники Цюриха теперь демонстрируют, что прионные белки в сочетании с определенным рецептором ответственны за здоровье нервов. Открытие может дать новые методы лечения хронических нервных заболеваний.
С тех пор, как в 1985 году был открыт прионный ген, его роль и биологическое влияние на нейроны оставались загадкой. "Наконец, мы можем приписать прионным белкам четкую функцию и выявить, что в сочетании с конкретным рецептором они отвечают за долгосрочную целостность нервов," говорит профессор Адриано Агуцци из Института невропатологии Цюрихского университета и Университетской клиники Цюриха. Таким образом, настоящее исследование проясняет вопрос, над которым исследователи ломали голову в течение 30 лет, но в конечном итоге остался без ответа.
Прионы – опасные патогены, вызывающие смертельную дегенерацию мозга у людей и животных. В 1990-х они были ответственны за эпидемию коровьего бешенства, более известную как коровье бешенство. У людей они вызывают болезнь Крейтцфельдта-Якоба и другие неврологические расстройства, которые являются фатальными и неизлечимыми. Между тем, мы знаем, что инфекционные прионы состоят из неправильно свернутой формы нормального прионного белка, называемого PrPC, расположенного в мембране нейрона. Инфекционные прионы размножаются, похищая PrPC и превращая его в другие инфекционные прионы.
Отсутствие прионных белков вызывает нервные заболевания
Долгое время оставалось неясным, почему у нас, людей, как и у большинства других организмов, есть белок в наших нейронах, который не выполняет никаких очевидных функций, но может быть чрезвычайно опасным. Агуцци потратил десятилетия на изучение этого вопроса и изучение теории о том, что животные без гена PrPC устойчивы к прионным заболеваниям. Но каковы последствия для организма, если прионный белок деактивирован??
Несколько лет назад Агуцци и его команда обнаружили, что мыши без гена PrPC страдают хроническим заболеванием периферической нервной системы. Причина: так называемые шванновские клетки вокруг чувствительных нервных волокон больше не образуют изолирующий слой для защиты нервов. Из-за этого изолирующего дефицита миелина периферические нервы становятся больными, что может привести к двигательным нарушениям в двигательном тракте и параличу.
В лаборатории исследователи сделали еще один шаг: в новом исследовании Александр Куффер и Асвин Лаккараджу выясняют, почему именно периферические нервы повреждаются в отсутствие прионного белка PrPC. Они обнаружили, как PrPC, продуцируемый нейронами, стыкуется с шванновскими клетками, а именно через рецептор под названием Gpr126. Если прионный белок и рецептор работают вместе, увеличивается определенное вещество-мессенджер (цАМФ), которое регулирует химическое взаимодействие в клетках и имеет важное значение для целостности защитной оболочки нерва. Гпр126 принадлежит к большому семейству "Рецепторы, сопряженные с G-белком", которые участвуют во многих физиологических процессах и заболеваниях.
Наконец-то дан ответ на вопрос 30-летней давности
Это открытие решает ключевой вопрос, который долгое время озадачивал нейробиологов, и указывает на будущее применение в больницах. "Если вы хотите полностью деактивировать прионный белок PrPC для потенциального лечения болезни Крейтцфельда-Якоба, вам необходимо знать потенциальные побочные эффекты на нервы в будущем," объясняет Агуцци. Более того, настоящие результаты о влиянии PrPC на молекулярном уровне могут дать новый подход к периферической нейропатии. В настоящее время существует лишь крайне ограниченные терапевтические возможности для лечения этих хронических изнурительных заболеваний нервной системы.