• В связи со старением населения во всем мире нейродегенеративные заболевания, такие как деменция, становятся все более серьезной проблемой.
  • Хотя существуют методы лечения нейродегенеративных заболеваний, они, как правило, облегчают симптомы, а не изменяют течение болезни.
  • Теперь исследования показали, что белок, регулирующий восстановление клеток, может стать новой перспективной целью для лечения некоторых из этих состояний, включая наиболее распространенную болезнь Альцгеймера.

Нейродегенеративные заболевания возникают, когда нервные клетки в мозге и периферической нервной системе теряют функцию и в конечном итоге умирают. Они включают болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсонаи боковой амиотрофический склероз (БАС — также известное как болезнь двигательных нейронов) и другие.

В Соединенных Штатах, по оценкам, 6,9 миллионов человек в возрасте 65 лет и старше живут с болезнью Альцгеймера, и около миллиона имеют болезнь Паркинсона. БАС встречается реже; CDC оценивает, что около 31 000 человек в США есть это заболевание.

Текущие методы лечения могут облегчить симптомы, а некоторые даже замедлить прогрессирование заболеваний, но лекарств пока не существует. Новые методы лечения болезни Альцгеймера с использованием моноклональных антител продемонстрировали определенный потенциал для изменения течения заболевания, но многие эксперты обеспокоены побочными эффектами.

В ходе поиска новых методов лечения исследователи из Университета штата Пенсильвания выявили группу белков, которые могут стать мишенью для новых методов лечения болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваний.

Исследователи, имеющие патент, связанный с этой работой, обнаружили, что снижение функции гепарансульфат-модифицированных протеогликанов (HSPG) помогает обратить вспять повреждение клеток, вызванное нейродегенеративными заболеваниями.

Их исследование опубликовано вiНаука.

«Это интересное исследование, которое показывает, как клетки могут быть защищены от последствий генетических мутаций, вызывающих болезнь Альцгеймера. Однако, поскольку это было показано только на плодовых мушках и человеческих клетках вне мозга, трудно сказать, насколько актуальны эти результаты на данный момент. Мы с нетерпением ждем следующего этапа этого исследования, чтобы увидеть, можно ли увидеть подобные эффекты в клетках человеческого мозга».

— Кэтрин Грей, руководитель исследований Общества по борьбе с болезнью Альцгеймера

Белки влияют на восстановление клеток

HSPG, которые находятся на поверхности клеток и во внеклеточном матриксе, регулируют восстановление клеток и усиливают системы сигнализации роста клеток. цепи гепарансульфата (сахара) прикрепляются к белкам, чтобы иметь возможность влиять на процессы, включая рост клеток, взаимодействие между клеткой и ее средой и аутофагию — процесс, который очищает белковые агрегаты (характерная черта болезни Альцгеймера) и поврежденные части клеток.

Руководитель исследования Скотт Селлек, профессор биохимии и молекулярной биологии в Научном колледже Эберли Университета штата Пенсильвания, сказал в пресс-релизе:

«На ранних стадиях ряда нейродегенеративных заболеваний нарушается аутофагия, что означает снижение способности клеток к восстановлению».

Уменьшение воздействия белков обратило вспять нейродегенеративные изменения

«В этом исследовании мы определили, что модифицированные гепарансульфатом белки подавляют восстановление клеток, зависящее от аутофагии. Более того, мы показываем, что, нарушая структуру и функцию сахарных модификаций этих белков, уровни аутофагии увеличиваются, чтобы клетки могли справиться с повреждениями.

— Скотт Селлек, руководитель исследования

Исследования выявили нарушения гепарансульфата при болезни Альцгеймера, но их конкретная роль в развитии заболевания пока не раскрыта.

Проведя анализ линий клеток человека и клеток мозга мышей, которые выражают аспекты болезни Альцгеймера, исследователи в этом исследовании впервые показали, что HSPG регулируют клеточные процессы, которые нарушаются при нескольких нейродегенеративных заболеваниях.

Затем они снизили функцию HSPG в этих клетках и обнаружили, что два изменения, которые происходят на ранних стадиях нейродегенеративных заболеваний, были обращены вспять. Функция митохондрий, которые обеспечивают клетку энергией, была улучшена, и накопление липидов (жиров) в клетках было уменьшено.

Результаты исследований на животных

Для проверки своих результатов исследователи использовали модель болезни Альцгеймера на животных. Они использовали плодовых мушек, которые были модифицированы с целью получения дефицита белка пресенилина, что имитирует эффект мутации в ген пресенилина, PSEN1наиболее распространенная причина семейной (ранней) болезни Альцгеймера.

Селлек объяснил, что редкое генетическое изменение в другом белке, APOE, может задерживать эффект мутации PSEN1, иногда на десятилетия. Он предположил, что нацеливание на эти два вещества и ферменты, которые производят гепарансульфат, может помочь предотвратить нейродегенерацию у людей.

У плодовых мушек исследователи снизили активность HSPG, что подавило гибель нервных клеток и исправило другие дефекты клеток.

Они предполагают, что нарушение структуры модификаций гепарансульфата блокирует или обращает вспять ранние клеточные проблемы в этих моделях болезни Альцгеймера.

Потенциальное лечение нейродегенерации на ранней стадии

Селлек подчеркнул потенциал результатов работы команды:

«Существует острая необходимость сосредоточиться на клеточных изменениях, которые происходят на самых ранних этапах развития заболевания, и разработать методы лечения, которые блокируют или обращают их вспять», — сказал он в пресс-релизе.

«Мы демонстрируем, что снижение аутофагии, митохондриальные дефекты и накопление липидов — все распространенные изменения при нейродегенеративных заболеваниях — можно заблокировать, изменив один класс белков, тех, которые имеют модификации гепарансульфата. Мы считаем, что эти молекулы являются перспективными целями для разработки лекарств», — добавил он.

Кортни Клоске, доктор философии, директор по научному взаимодействию Ассоциации по борьбе с болезнью Альцгеймера, приветствовала результаты, но подчеркнула необходимость дальнейших исследований:

«Это интересное, но очень предварительное исследование основано на исследовании модели болезни Альцгеймера на плодовой мушке. Хотя животные модели болезни в некоторой степени похожи на то, как болезнь Альцгеймера прогрессирует у людей, они не воспроизводят болезнь у людей в точности».

«Модели важны для понимания базовой биологии заболевания, но нам нужны исследования на людях в репрезентативных популяциях, чтобы полностью подтвердить идеи. Поэтому необходимы дополнительные исследования, чтобы понять возможную роль модифицированных гепарансульфатом белков в болезни Альцгеймера, как это изучается в этой рукописи», — сказала она. Медицинские новости сегодня.